EP4662770A1 - Halter, verwendung desselben beim träufelimprägnieren, träufelanlage und anlagenkomponente davon sowie verfahren zum träufelimprägnieren - Google Patents

Halter, verwendung desselben beim träufelimprägnieren, träufelanlage und anlagenkomponente davon sowie verfahren zum träufelimprägnieren

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Publication number
EP4662770A1
EP4662770A1 EP23798756.5A EP23798756A EP4662770A1 EP 4662770 A1 EP4662770 A1 EP 4662770A1 EP 23798756 A EP23798756 A EP 23798756A EP 4662770 A1 EP4662770 A1 EP 4662770A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
holder
stator
trickling
rolling
rollers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23798756.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf RAUSCHER
Robert Zoller
Georg Schretzenmaier
Manuel Salger
Johannes HEIMPEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grob Werke GmbH and Co KG
Original Assignee
Grob Werke GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grob Werke GmbH and Co KG filed Critical Grob Werke GmbH and Co KG
Publication of EP4662770A1 publication Critical patent/EP4662770A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, moulding insulation, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/10—Applying solid insulation to windings, stators or rotors, e.g. applying insulating tapes

Definitions

  • the invention relates to a holder for holding, rotating and transporting a stator during the impregnation of the stator with resin.
  • the invention further relates to the use of such a holder for holding a stator during trickle impregnation.
  • the invention further relates to a system component of an impregnation system for impregnating stators in series production, which is designed to handle a stator held in such a holder.
  • the invention further relates to a trickle system for trickle impregnating stators, comprising several such holders.
  • the invention relates to a method in which a stator is held in such a holder for trickle impregnation.
  • the clamping device is provided with a plurality of bayonet lock receptacles, which are offset from one another in the circumferential direction or distributed over the circumference.
  • the system component can, for example, be a gelling device for gelling resin previously introduced into the stator held by the holder.
  • the system component can further be, for example, a trickling device with at least one trickling nozzle for trickling on resin.
  • the rolling device is designed to lift the at least one holder with the stator clamped therein rolling thereon and/or to incline it relative to the horizontal.
  • the system component can also be a curing device for curing the gelled resin.
  • the system component can also be a transport device for transporting a series of holders, wherein several of the rolling devices are arranged on a conveyor belt.
  • the rolling device has a plurality of guide elements on which the at least one rolling surface can be placed, wherein the guide elements are designed to guide the holder such that it executes a concentric rotation about its longitudinal axis.
  • the guide elements of the rolling device are selected from a group comprising rollers, pinions, contour wheels, gears, rails, circulating chains, running surfaces, rollers with flanged disks, rollers with V-grooves, rollers with a spherical running surface, rollers with an annular projection on the running surface, rollers with grooves on the running surface, rollers connected by means of a chain or a belt, actively driven rollers, actively driven pinions and rollers, pinions and contour wheels connected by a common shaft.
  • At least one of the guide elements of the rolling device initiates the rotational movement in the holder.
  • the or at least some of the guide elements are each rotatable about a rotation axis whose position deviates from the position of the rotation axis of the holder.
  • the guide elements comprise a first to fourth roller, wherein the first and second rollers engage the at least one rolling surface of the holder at an angle between 3 o'clock and 6 o'clock at an axial distance from one another, and the third and fourth rollers engage the at least one rolling surface at an angle between 6 o'clock and 9 o'clock at an axial distance from one another.
  • the rolling device has adjacent support locations for a first and a second holder, wherein a common shaft or roller is arranged between the receiving locations, which is designed so that the first holder and the second holder rest thereon, so that a rotation of the one holder can be transmitted to the second holder via the common shaft or roller or that the first and the second holder are driven in rotation via the common shaft or roller.
  • One aspect of the invention relates to an impregnation system for impregnating stators in series production, comprising a transport device for transporting a series of stators through areas of the impregnation system, wherein the transport device has a circulating transport track with a feed area and a return area and deflection areas in between and a conveyor belt which is designed so that the stators can be placed or lifted off the conveyor belt transversely to the respective stator axis and rest on the conveyor belt in a rotating manner at least in sections during transport through the feed or return area.
  • the conveyor belt in the forward region is arranged below the stator axes of the stators located in the forward region during operation, so that the stators can be transported through the forward region of the transport path while resting on the conveyor belt, and that the transport device in the return region has a running surface for the stators to be transported through the return region to rest on. It is preferred that the conveyor belt is arranged in the return region above the stators located in the return region during operation and is designed to drive the movement of the stators rolling on the running surface.
  • a loading and unloading point is arranged at a beginning of the advance region of the circulating transport track and is designed such that the stators can be placed on the conveyor belt and lifted off therefrom transversely to the stator axis.
  • the deflection regions have deflection curves for detecting the stators and deflecting their movement paths.
  • the flow region and the return region are arranged one above the other or that the flow region is arranged above the return region.
  • the advance region of the transport path leads through an impregnation region and a gelling region of the impregnation system, wherein a rotary drive gear is provided in the impregnation region and the gelling region for driving a rotary movement of the stators lying on the conveyor belt.
  • the return region and/or at least one of the deflection regions leads through a curing region of the impregnation system located after a gelling region in the transport direction.
  • receiving areas on the conveyor belt for engaging a stator each comprise a first to fourth roller, wherein the first and second rollers are arranged axially spaced from each other to engage at least one rolling surface of the cylindrical stator or a holder holding the stator at an angular position between 3 o'clock and 6 o'clock, and the third and fourth rollers are arranged axially spaced from each other to engage the at least one rolling surface at an angular position between 6 o'clock and 9 o'clock.
  • the impregnation system preferably has a handling unit for loading, unloading or moving stators.
  • the handling unit is designed to grip at least one stator at its inner circumference.
  • the handling unit is designed to grip the at least one holder.
  • the impregnation system has a loading station which is designed to place a group of stators held in the holders onto the conveyor belt in batches.
  • the leading run runs in an upper level, so that the stators rest on it and can be driven in rotation, and the returning run runs in a lower level, without a separate rotary drive for the stators.
  • the invention provides an impregnation method for impregnating stators in series production using an impregnation system according to one of the preceding embodiments.
  • the stators are clamped in a respective holder during trickling and during gelling.
  • the stators are transported from trickling to gelling with the transport device/conveyor system while maintaining rotation about the horizontal axis of rotation (no interruption of rotation).
  • the one level is a trickling and gelling level where trickling and gelling take place.
  • the stators do not have to be moved axially for loading and unloading.
  • the winding head sides are more easily accessible.
  • the conveyor system - the transport device, in particular for transport from trickling to gelling - is designed as a circulating system which is also capable of transporting the stators in a circulating manner.
  • the conveyor belt active in the feed area is also used to roll back the stators in the return area.
  • rollers arranged on the conveyor belt are also used to grip the stators for return transport.
  • Preferred embodiments of the invention relate to a holder, a use of such a holder, a device and a method for drip coating stators.
  • stator is not rolled directly on the outer diameter, thus avoiding damage to the outer diameter or breakage of welded joints on the stator, and/or
  • stators can also be processed that do not have a favorable cylindrical outer contour, i.e. have local elevations and depressions such as grooves, weld seams, fastening tabs, orientation lugs, etc., and/or
  • stators are ideally arranged transversely to the longitudinal axis (stator axis) in order to enable simultaneous transport over a longitudinal axis of the stators gripper/transport system that continues to rotate the stators during transport from trickling to gelling.
  • the holder (cage/holder) is designed to be held by gravity via a device in the gelling area, and thus no clamping movement or permanently installed actuator is necessary for the holder in the gelling oven.
  • the holder itself does not have any dirt-sensitive rolling bearings or the like, which is disadvantageous due to the high risk of contamination due to a possible leaking stator.
  • this cage serving as a holder is placed together with the stator in the gelling area with thermal curing.
  • the cage used as a holder is placed on several rollers or similar in the gelling area, which are able to guide the cage in such a way that it performs a concentric rotation around the longitudinal axis (rollers, pinions, contour wheels, gears).
  • the element for guiding and positioning the cage in the gelling area simultaneously introduces the rotational movement around the longitudinal axis into the cage.
  • the holder in particular designed as a cage, can have at least one or more of the additional features/improvements explained below.
  • At least one rolling surface of the holder is designed as a recessed roller with a V-groove, which offers advantages in terms of minimal contamination.
  • stator in the cage is not stretched radially over the outer surface, but axially over the laminated core end faces by means of slightly protruding elements in order to prevent the laminated core from fanning out during the gelling process, whereby this slight axial protrusion does not have a negative influence on the accessibility of the winding heads with the trickling nozzles.
  • stator is clamped radially in the cage via frictional locking.
  • stator is clamped axially in the cage via positive locking.
  • stator is clamped axially in the cage via frictional locking.
  • the axial clamping is done by means of screws.
  • the axial and/or radial clamping of the laminated core is carried out by means of a spring in order to compensate for different laminated core lengths/diameters and different thermal linear expansions during the process.
  • the cage is designed in such a way that the stator can be inserted axially or radially without having to dismantle the elements which later clamp the stator axially/radially.
  • the cage has at least one cylindrical surface on the outer diameter or on an area accessible from the outside for receiving the gelling area - rolling surface.
  • This surface can also be conical or spherical.
  • This surface can also have a toothing or another profile which, in conjunction with a corresponding counter component, allows a concentric rotary movement around the longitudinal axis.
  • cylindrical or substantially cylindrical surfaces are present in the front region and in the rear region, which enable reception over several regions. Preferably, these reception surfaces (rolling surfaces) have the same diameter.
  • the cage provides two conical outer surfaces for receiving, which are arranged in particular in a mirror image manner to enable receiving in at least two rollers with a V-groove.
  • the cage has suitable peripheral recesses suitable for concentric rotation of the stator around the longitudinal axis with a corresponding counter element (roller, pinion, toothed shaft, etc.).
  • the ends of the cage are designed in such a way that a radially inward-directed covering of both end faces of the stator laminated core preferably takes place over the entire circumference, and thus the outer region or the outer annular surface of the stator laminated core end faces are covered and protected from contamination.
  • the stator is inserted into the cage axially, whereby the cage is opened axially by an actuator during the joining process, the stator is inserted into the cage at a certain angular position, is then rotated by a certain angle, the cage is then closed axially, and the stator is clamped in this angular position in the longitudinal direction by temporarily overlapping tabs on the cage on temporarily protruding elements on the laminated core.
  • This force-operated opening of the cage can also be carried out by the stator and/or a gripper directly when threading into the cage.
  • This temporary axially applied protective element of the cage to protect against contamination can be designed in such a way that when the stator runs out, the rolling surfaces of the cage and the associated rolling counterparts in the gelling area are not contaminated by the resin, but are instead diverted downwards into a drip tray, for example. This can be achieved, for example, with targeted drip edges on this protective element.
  • these rollers have a cylindrical, crowned, or conical outer surface.
  • a shaft with at least one roller simultaneously guides/holds a holder arranged on the left and on the right, in particular designed as a cage.
  • the rolling device is designed to accommodate multiple cages at the same time.
  • the rolling device is designed as a circulating system with a chain, in particular such that the stator/holder (cage) can be placed in a rotating manner in one area between the trickling and gelling areas and can run back in a standing position or not actively rotating in the other area.
  • the holder (cage) and the stator are rotated continuously around the longitudinal axis without interruption from the start of dripping until the end of gelling.
  • the system component is designed in such a way that the stator/cage can be loaded purely radially.
  • the stators can be loaded into the system component purely by movement transverse to the stator axis, in particular by being placed on a rolling device.
  • stator/cage does not have to be firmly clamped to the circulation system, but is transported via rotating rollers/rollers as already described.
  • the holder which is designed in particular as a cage with a liftable receptacle, preferably designed as a rolling device and more preferably consisting of rollers/rollers, can be lifted out from below.
  • this liftable holder can be inserted between the rollers/rollers of a rolling device of a transport device or of another system component.
  • this liftable receptacle is designed to lift and put down the holder, which is in particular designed as a cage, in a rotating or non-rotating manner.
  • the liftable holder is associated with the trickling device.
  • the axis of rotation of the holder/cage or the stator on the liftable holder is predominantly horizontal, with possibly desired slight inclinations of the rollers/cages during trickling.
  • Some embodiments also relate to a trickling system with associated method, which has a trickling area - arranged in a trickling device - a gelling area - arranged in a gelling device - and a transport device, wherein the trickling device is designed to trickle liquid resin onto the winding heads on both axial ends of a stator while the stator rotates about its own axis.
  • the stator is not clamped on the inner diameter during the trickling process in order to avoid contamination of the jaws and resin accumulations in the inner diameter.
  • the stator is transported via the transport device from the trickling area to the gelling area, the stator rotating around its own axis without interruption during transport from the trickling area to the gelling area, the stator being further rotated around its axis in the gelling area until the resin has gelled, and during the rotating gelling process in the gelling area, another stator can already be trickled in the trickling area, the rotation never being interrupted for each stator from “start trickling” to “end gelling”, and the trickling area and gelling area being in different locations.
  • the “end of gelling” is defined as the point at which the originally liquid resin has gelled or hardened to a corresponding degree, or the viscosity has become so high that rotation around the longitudinal axis is no longer necessary for the further hardening process.
  • the transport device has a gripper with which the stator is gripped on the inside for transport.
  • the stator is not gripped on the inside for transport with a gripper, but on the outer surface.
  • the stator is not gripped directly for transport, but a temporarily mounted holder is gripped for transport, in particular the holder with the rolling surface and more particularly designed as a cage.
  • the gripper for transport is designed such that only the stator, or the arrangement of stator and cage, or even just the cage alone can be gripped and transported.
  • the gripper for the stator is designed such that it can also remove the stator from the holder or cage; this preferably takes place after gelling or later, or also for inserting the stator into the holder or cage at least before dripping.
  • the gripper for inserting the stator into the holder, which is in particular designed as a cage, or for removing the stator from the holder, which is in particular designed as a cage is designed in such a way that the stator can be rotated relative to the cage (bayonet lock).
  • the gripper is designed in such a way that a cage designed for radial clamping can be pushed axially over the stator as a holder.
  • the gripper or gripping system can be moved via a robot or a linear portal.
  • the transport device has a conveyor belt as a transport system, which transports the stator further in a rotating manner.
  • the conveyor belt has a temperature-resistant design.
  • the conveyor belt is designed to convey the components directly through the furnace, e.g. with a chain.
  • the transport device is designed to transport the component by placing it on the outside of the conveyor belt on elements that can continue to rotate the component during transport, e.g. on rollers.
  • the stator is either guided and rotated directly on the conveyor belt via its cylindrical outer surface, or a cage mounted as a holder on the stator is guided and rotated indirectly via an outer surface on the conveyor belt.
  • the rotary movement is transmitted directly to the component by rotating the support rollers.
  • the rotary movement is introduced into the component via a pinion mounted on the component and/or another conveyor chain.
  • the stator is held directly on the outer surface or via the outer diameter of a previously mounted workpiece holder, preferably designed as a cage.
  • a holder for the stator in the trickle area is designed so that the stator can be held directly or a stator mounted in a cage beforehand can be held in such a way that the associated clamping mechanism or holding mechanism or actuator does not rotate.
  • the stator is held in the trickle area via a cage mounted in advance, which is not firmly connected to the holder for the stator in the trickle area. This allows the cage with the stator to be fed to the trickle area and removed, for example, for cleaning purposes. The cage or the parts that come into contact with the workpiece can be cleaned in a separate area parallel to the cycle time.
  • the stator in the trickle area can also be pivoted around the transverse axis in at least one direction or even in both directions.
  • the stator in the trickle area can be trickled inside and out on both winding heads.
  • a trickling nozzle and the associated axes are designed so that the nozzle can trickle onto the winding heads on both sides of the stator.
  • all trickling nozzles and the associated axes are designed so that all nozzles on both sides can trickle onto the winding head.
  • the stator is held in the trickling area via the round outer diameter of the stator or via the outer diameter of the assembled cage.
  • a holder for the stator in the trickling area is designed so that the cage in the trickling area is rolled onto rollers arranged below the middle and rests on these rollers predominantly by gravity.
  • the holder is designed so that the cage is driven via the rollers on which the cage or the stator rests.
  • the holder is designed in such a way that the cage is rolled onto rollers arranged above the middle in the dripping area and is pressed against the rollers against gravity by an additional force, such as a magnet in the upper area.
  • the rotation of the stator is initiated when dripping over the rollers.
  • the rotation of the stator is initiated via an additional drive element - in particular (endless) traction means such as a belt or chain or rope - which wraps around the cage or stator on an outer surface in a certain angular range and thus transmits the necessary force for rotation via frictional or positive locking.
  • an additional drive element - in particular (endless) traction means such as a belt or chain or rope - which wraps around the cage or stator on an outer surface in a certain angular range and thus transmits the necessary force for rotation via frictional or positive locking.
  • the stator is lifted off the transport system when dripping in order to provide a temporary collecting tray between the stator and the transport system for any resin dripping and thus prevent contamination of the transport system.
  • the stator can be substantially round on the outer surface of the laminated core and is received directly via this outer diameter in the trickling area and/or gelling area.
  • the stator can have raised areas on the outer surface of the laminated core which are suitable for axial reception in a clamping cage in that the stator is clamped axially into the cage via these radially protruding areas, wherein the cage is further preferably designed such that in order to insert the stator into the cage, the latter only needs to be opened against a spring force.
  • the stator can be clamped radially in the holder or cage. In some embodiments, the stator can be clamped axially via the end faces in the holder or cage.
  • Another advantage of preferred embodiments of the invention is the cost-effective and robust storage or support in the trickling and gelling areas.
  • Preferred embodiments of the invention enable a robust, resin-resistant construction in the gelling area - where the stator can leak. In particular, the need for narrowly tolerated guides and poorly sealable guides such as longitudinal guides in three-jaw chucks are avoided. Preferred embodiments also make it possible to dispense with additional actuation actuators.
  • a three-jaw chuck that is permanently installed in a chain is time-consuming to replace, as it is a heavy component that must first be cooled down and is often installed at great heights and is difficult to access.
  • shafts on which the stator is placed and which are driven via a pinion, for example can be replaced very quickly due to their low weight and without actuators, if necessary even without cooling down the component.
  • Fig. 1 is a section through a stator held on an internal clamping unit to explain trickle impregnation
  • Fig. 2 is an enlarged detail of Fig. 1;
  • Fig. 3 is an axial plan view of a stator located in a trickling area of a trickling system to illustrate the ideal positioning of trickling nozzles in an embodiment of a trickling impregnation method;
  • Fig. 4 shows the section along the line A-A of Fig. 4 to illustrate the ideal position of trickling nozzles
  • Fig. 5 is an enlarged detail of Fig. 4;
  • Fig. 6 is a section along an axial plane through a stator in a pivoted state in a trickle area in an embodiment of a method for trickle impregnation
  • Fig. 7 is a side view of the stator in the situation of Fig. 6;
  • Fig. 8a, 8b views as in Fig. 6, wherein the trickling is shown with two trickling nozzles in both pivoting directions;
  • Fig. 9 is a schematic front view as an overview of a preferred embodiment of a trickling system with several system components including a conveyor unit of a transport device designed as a circulation system;
  • Fig. 10 is a plan view of the conveyor unit of the transport device of the trickling system from above in Fig. 9;
  • Fig. 11 is a front view of the trickling system of Fig. 9, additionally showing an oven and different functional areas thereof;
  • Fig. 12 is a side view from the right in Fig. 9 of a stator which is held in a holder according to a first embodiment and is transported on the transport device, together with a rolling device of a system component on which the holder is placed;
  • Fig. 13 is a front view of the arrangement shown in Fig. 12, seen from the left in Fig. 12;
  • Fig. 14a-14c side views of an arrangement of two adjacent holders with stators on the rolling device according to Fig. 12 and 13 together with a rolling device designed as a lifting device of a further system component, in particular a trickling device, at different stages of lifting the holders with stators;
  • Fig. 15a-15c the situations of Fig. 14a-14c in front view, each seen from the left in Fig. 14 to 14c;
  • FIG. 16a-16c side views as in Fig. 14a-14c, wherein three stages following the situation in Fig. be are shown in a trickling of the stators, which are lifted out by the rolling device designed as a lifting device at a trickling area of the trickling system and pivoted for trickling;
  • Fig. 17 is a plan view of another embodiment of the conveyor unit of the transport device during four successive stages shown one below the other;
  • Fig. 18 is a front view of a further embodiment of the trickling system with a further embodiment of the transport device;
  • FIG. 19a-19f front views of a region of a further embodiment of the trickling system with a rolling device designed as a lifting device at the trickling region during six successive stages of the process;
  • Fig. 21 is a sectional view through a concrete embodiment of a trickling system
  • Fig. 23 is a perspective isometric view of the trickling system of Figs. 21 and 22;
  • Fig. 25 is a schematic side view of the holder of Fig. 24 with clamped stator
  • Fig. 26 is a perspective view of a variant of the first embodiment of the holder.
  • Fig. 27 is a schematic side view of the holder of Fig. 26 with clamped stator
  • Fig. 28 is a side view of a second embodiment of the holder.
  • Fig. 29 is a perspective view of the holder of Fig. 28,
  • Fig. 33a to 33c are views of a mounting of a stator in a holder according to one of the embodiments of Fig. 24 to 32;
  • Fig. 34 is a perspective view of a currently preferred further embodiment of the holder, wherein a stator clamped therein, for example, is indicated by dashed lines;
  • Fig. 35 is a side view of the holder of Fig. 34 with indicated stator together with a matching embodiment of the rolling device of one of the system components of the trickling system;
  • Fig. 36a to 36d are perspective views of a further embodiment of a trickling system during different stages of the trickling impregnation process that can be carried out therewith;
  • Fig. 37 is a perspective view of an example of a rolling device of a system component of the trickling system of Fig. 36a-36d;
  • Fig. 38 is a plan view of the rolling device of Fig. 37.
  • Fig. 39a and 39b Side views of the rolling device in different swivel positions.
  • Fig. 1 shows a sectional view through a stator 10 which is clamped to an internal clamping unit 12.
  • the stator 10 has a laminated core 14 with a series of inwardly opening slots 16 in which wires of a coil winding 18 are inserted.
  • Fig. 2 which shows an enlarged detail of Fig. 1, the wires in the respective slot 16 are surrounded by insulation - e.g. insulation paper 20.
  • stators 10 When manufacturing stators 10, in particular stators 10 for a traction drive, it is also common - see the literature references mentioned at the beginning - for a winding 18 of the stator 10 to be impregnated with a resin. Resins that harden over temperature or two-component resins are common here. Polyester resins, polyesterimide resins or epoxy resins are common. The resins can be applied to or into the winding 18 in the stator by dipping, rolling or trickling.
  • the stators 10 can be produced by a wide variety of winding processes, in particular the winding 18 is a Flat wire winding, also called hairpin or wave winding, or a round wire winding as is common in pull-in technology, for example. In stators from 48V to over 1000V, there is usually additional insulation, often in the form of insulation paper 20, between the winding 18 and the laminated core 14.
  • the trickle coating method has the significant advantage over the other methods that contamination of the outer diameter or the end faces can be avoided, and thus a complex subsequent cleaning of these surfaces can be dispensed with.
  • Contamination of the outer diameter and the end faces 30 can be critical, since the outer diameter often serves as a functional surface.
  • the stator 10 is often shrunk into a housing during the further assembly process.
  • Contamination of the end faces 30 is undesirable, since the stators 10 are usually screwed axially to a housing, or additional functional parts such as elements for cooling the stator 10 are attached to these end faces 30, and thus a contaminated surface can lead to malfunctions such as leaks.
  • the trickle method has the aforementioned advantage over the other methods.
  • the impregnation of the winding 18 is essential.
  • the gaps in the slots 16, which are present between the winding 18, slot insulation if necessary - e.g. insulation paper 20 - and the laminated core 14 due to the process are filled with resin.
  • This additional, often essential step improves, for example, the thermal conductivity between the winding 18 and the laminated core 14, which improves heat dissipation and thus makes the unit more efficient.
  • Another advantage of impregnation is the fixation of the winding 18 in order to avoid relative movement of the winding 18 to the laminated core 14 in the event of vibrations and thus damage to the insulation of the winding 18.
  • Another advantage is the additional insulation of the winding 18 by the resin, which allows higher voltages in the winding 18, which make the unit more efficient.
  • Fig. 3 and 4 show particularly suitable positions of trickling nozzles 22a-22d in a trickling impregnation according to advantageous embodiments of a trickling method and of a trickling device 24, which can be part of a trickling system 26.
  • the resin is usually dripped onto the protruding winding 18 and the resin runs, supported by the capillary effect, into the slots 16 of the stator 10, at the same time the stator 10 is continuously rotated about an axis of rotation which usually coincides with the stator axis (stator longitudinal axis, defines the later axis of rotation of the electrical machine provided with the stator).
  • the stator 10 is typically heated to a temperature that is normally lower than the curing temperature of the resin, usually between 100-130°C, depending on the resin.
  • the impregnating resins used for the stators 10 have a significantly lower viscosity at slightly higher temperatures, thereby improving the capillary action of the resin during the trickling process.
  • the maximum possible dosing speed depends on the stator design, i.e. only as much should be dosed as can be drawn into the grooves 16 at this point in time due to the capillary effect. If the dosing quantity is too high, resin also flows onto the end faces of the stator 10, which is undesirable.
  • the resin begins to gel after a certain time, i.e. to harden, so the trickling process should not take too long. Therefore, resin is usually dosed onto the winding 18 at both ends of the winding 18, also called the winding head 28, using a dosing needle - example of a trickling nozzle 22a-22d - so that resin can be drawn into the grooves 16 from both sides of the stator 10 at the same time. To reduce the process time, it can also be advantageous to apply the resin to the winding head 28 using several dosing needles.
  • stator designs such as slot insulation that is closed on the inside
  • simultaneous dripping from both sides of the stator can lead to undesirable air inclusions.
  • dripping from one side is preferable, especially in combination with a slight pivoting of the axis of rotation of the stator 10 to the horizontal to assist the resin to be drawn in due to gravity.
  • stator design it may be advantageous to drip on both sides of the stator 10, both on the inner and outer diameter.
  • the dispensing needle When positioning the dispensing needle, care must be taken to ensure that the resin does not spray onto the front side of the laminated core 14 during dispensing, which can happen, for example, if there are small air pockets in the resin. Therefore, ideally the dispensing needle is not directed against the laminated core 14, but as far as possible parallel to the laminated core front surface 30, i.e. as radially as possible and thus at a right angle to the winding 18.
  • the resin should be dosed as close as possible to the slot opening, i.e. at only a very short distance from the laminated core 14.
  • the resin which is to fill the spaces between the winding 18 and the slot insulation - e.g. insulation paper 20 - is dripped directly in front of the slot insulation into the gap between the slot insulation and the winding 18, as shown in Fig. 5.
  • the slot insulation such as the slot insulation paper 20
  • the slot insulation paper 20 in such stators 10 usually protrudes between 1 mm and 7 mm over the end face 30 of the laminated core 14.
  • the angle of the nozzle tip is adjusted depending on the winding head side in order to be able to drip onto these points, or - as shown in Fig. 6, 7, 8a and 8b and already described above - the stator 10 is temporarily tilted, which also causes the corresponding change in the angle between the drip nozzle 22a-22d and the end face 30 of the laminated core 14.
  • Fig. 6 and 7 show the trickling with a first to fourth trickling nozzle 22a-22d in a first pivoted state.
  • Fig. 8a and 8b show a further embodiment with only two trickling nozzles 22a, 22b, which can be moved to one or the other side of the stator 10, the stator being pivoted in the first pivoting direction in Fig. 8a and in the second pivoting direction in Fig. 8b.
  • the resin in the stator 10 is gelled (beginning of curing) under continuous rotation and then completely cured, preferably via an oven 32. Gelling and/or curing can also be carried out by induction or infrared, etc.
  • trickling area 34 and the gelling area 36 as well as the curing area 38 are 100% utilized and are not blocked from each other.
  • the aim is to design the stators/gelling stations/trickling stations in such a way that trickling and gelling can take place simultaneously.
  • the transport between trickling and gelling, which should take place as uninterrupted as possible, can take place via a transport device 40, which can have a conveyor belt 42 and/or a handling unit 44 - e.g. robot arm 46.
  • clamping of the stator 10 at the inner diameter is avoided during gelling. Avoiding clamping at the inner diameter has particular advantages because, due to the capillary effect, resin accumulates and gels again, and thus undesirable resin residues remain on the inner diameter, and at the same time the jaws become dirty and have to be cleaned.
  • a holder 48 designed to be robust against heat is provided as a clamping device at the gelling/curing station. Due to the effects of temperature, tension can arise due to different thermal expansion coefficients. Furthermore, preferred maintenance-free lubrication is difficult at gelling temperatures of up to 200°C.
  • the trickling system 26 and the holders 48 used therein are designed in such a way that occasional leakage of the resin from the stator 10 in the event of a malfunction does not impair the functionality of the respective system components. Unforeseen leakage is therefore critical, since the resin itself has a very high capillary effect and penetrates into every gap (e.g. sealing rings, bearings), and then hardens at the process temperatures and could lead to the component not functioning properly.
  • the stators 10 can be placed in a rotating manner at the gelling station without additional actuators for clamping. No actuator for rotating or clamping is placed directly in the hot area, which saves the costs for measures for temperature resistance of actuators.
  • stators 10 are increasingly being used that do not have a cylindrical outer surface. This means that smaller non-cylindrical elements can be present (weld seams, keyways), but larger non-cylindrical elements can also be present (cooling channels, fastening tabs, or the like).
  • Some embodiments of the holder 48 are designed in such a way that even such stators 10 do not have to be clamped in a position-oriented manner.
  • the stator 10 is stored or transported rotating without interruption from the start of dripping to the end of gelling. In some embodiments, the stator 10 is not clamped internally to avoid resin residues on the inner diameter, at least during gelling. Some embodiments relate to a cost-effective large-scale system in which the stator 10 is also locally moved from dripping to gelling without interrupting the rotation around the longitudinal axis.
  • Special embodiments of the holder 48 are designed in such a way that both winding heads 28 are accessible inside and outside during trickling. In some embodiments, it is also advantageous to be able to pivot the axis of rotation by up to +/-15°. In some embodiments, the pivot angle can also be greater than +/-15°.
  • external clamping is provided, which is to be preferred for possible pivoting even during trickling. Preferably, however, external clamping takes place essentially only in the area of the laminated core 14.
  • a clamping unit/the holder 48 does not protrude or only slightly protrudes in both axial directions beyond the ends of the end faces 30 of the laminated core 14, which continues to provide very good access for the trickling nozzles 22a-22d to the winding heads 28.
  • an almost radially aligned trickling nozzle 22a-22d is provided on which only slightly protrudes beyond the Axially projecting slot insulation papers 20 are provided on the laminated core 14 to prevent the resin from splashing onto the end face 30 of the laminated core 14.
  • stator 10 that also has local elevations on the outer diameter (e.g. fastening tabs).
  • the method/device or trickling system is independent of the outer contour of the stator 10 in order to be able to produce stators 10 with different outer contours using the same system.
  • the trickling system 26 and/or its system components are ideally designed so that the stators 10 can be arranged close to one another.
  • a first embodiment of a trickling system 26 is shown schematically in Fig. 9 without and in Fig. 11 with oven 32 and in Figs. 21-23 in more detail in a possible detailed embodiment.
  • the trickling system 26 has as system components a trickling device 24 with a trickling area 34, a gelling device 50 with a first gelling area 36a and a second gelling area 36b, a curing device 52 with a curing area 38 and a transport device 40. Furthermore, a series of holders 48 are provided, each of which is designed to hold a stator 10.
  • the trickling system 26 also has a loading and unloading station or a loading and unloading point 55 (station for loading and unloading).
  • the respective holder 48 which is shown schematically in Fig. 12-16c and in Fig. 21 to 23 and in more detail in concrete possible embodiments in Fig. 24 to 39b, is designed to hold, rotate and transport a stator 10 in the course of impregnating the stator 10 with resin.
  • the holder 48 has a clamping device 56 for clamping the stator 10 and at least one rolling surface 58a, 58b for rolling support of the rotating holder 48 with the clamped stator 10.
  • the holder 48 with clamped stator 10 is held in the gelling device 50 for gelling by gravity alone in that the at least one rolling surface 58a, 58b is placed on a rolling device 60 of the gelling device 50 shown in Figs. 12 and 13 and as a variant in Fig. 35. With the at least one rolling surface 58a, 58b resting on the rolling device 60, the holder 48 with stator 10 is rotated in the gelling area 36a, 36b about the axis of rotation coinciding with a central axis of the stator.
  • the holder 48 with the clamped stator 10 for trickling impregnation is also held solely by gravity by resting the at least one rolling surface 58a, 58b on a rolling device 62 of the trickling device 24 shown in Figs. 14a-14c-16c and rotated about the axis of rotation coinciding with the central axis of the stator 10.
  • the respective rolling device 60, 62 has a plurality of guide elements 64 on which the at least one rolling surface 58a, 58b is deposited.
  • the guide elements 64 are designed to guide the holder 48 in such a way that it executes a concentric rotation about its central axis/longitudinal axis.
  • the guide elements 64 are designed for lateral guidance in such a way that the holder 48 maintains its axial position (position in the axial direction, ie in the direction of the stator axis/central axis) even when rotating.
  • the guide elements 64 of the respective rolling device 60, 62 are each designed to complement the design of the at least one rolling surface 58a, 58b.
  • Examples of the guide elements 64 are rollers 66, pinions, contour wheels, gears, rails 68, (revolving) chains, such as transport chains 70 or similar traction means, in particular endless traction means, running surfaces 72, rollers 66 with flanged disks 74, rollers with V-grooves, rollers with a spherical running surface, rollers 66 with an annular projection 76 on the running surface, rollers with grooves on the running surface, rollers connected by means of a chain, such as in particular transport chain 70 or similar traction means or a conveyor belt 42, actively driven rollers, actively driven pinions and rollers, pinions or contour wheels connected by a common shaft 80.
  • the transport device 40 is designed as a circulating system.
  • the transport device 40 provides the rolling device 60, on which the stators 10 held in the respective holders 48 are supported on the loading and unloading point 55 with the at least one rolling surface 58a, 58b purely by gravity and which, due to its circulating course, is also provided in the gelling device 50 and the curing device 52.
  • the transport device 40 has a conveyor belt 42, in particular in the form of at least one circulating transport chain 70, with rollers 66 extending with their axis of rotation transverse to the conveying direction, as well as rails 68 or other running surfaces 72.
  • the rollers 66 are provided with measures for positioning and guiding the holders 48 in the transverse direction, e.g. flanged disks 74 (see Fig. 12) or ring projections 76 (see Fig. 35) or the like.
  • a first run of the conveyor belt 42 runs in an upper region of the trickling system 26, where, viewed in the conveying direction, first the loading and unloading point 55, then the trickling device 24 and then the first gelling region 36a and then the second gelling region of the gelling device 50 are located.
  • the at least one rolling surface 58a, 58b of the holder 48 rests on two shafts 80 with rollers 66 that are adjacent in the conveying direction for transport, as shown in Figs. 9 to 13.
  • the conveyor belt 42 is then deflected, and a second run of the conveyor belt 42 is located in a lower area of the trickling system 26 above the stators 10 until the conveyor belt 42 is deflected upwards again at the other end.
  • the rails 68 or the other running surface 72 are provided at the deflection areas and in the lower area, on which the at least one rolling surface 58a, 58b rests, so that the stators 10 are guided in their holders 48 through the curing device 52 formed in the lower area and then again upwards to the loading and unloading point. 55.
  • the rollers 66 of the conveyor belt 42 engage the top of the holder 48 and thus drive the movement.
  • the first embodiment of the trickling system 26 with its various system components shown in Figs. 9 to 23 is designed as a circulation system, which is preferably designed as a chain circulation.
  • the circulation system is divided into the individual application steps of loading/unloading, trickling and gelling, which can take place simultaneously.
  • the transport device 40 has a circulating transport path 142 with a feed region 144 and a return region 146 as well as deflection regions 148, 150 in between and the conveyor belt 42.
  • the conveyor belt 42 is designed so that the stators 10 can be placed or lifted off the conveyor belt 42 transversely to the respective stator axis and rest on the conveyor belt 42 in a rotating manner at least in sections during transport through the feed area 144 or return area 146.
  • the conveyor belt 42 is arranged in the advance region 144 below the stator axes of the stators 10 located in the advance region 144 during operation, so that the stators 10 can be transported through the advance region 144 of the transport path 142 while resting on the conveyor belt 42.
  • the transport device 40 has the running surface 72 in the return region 146 for the stators 10 to be transported through the return region 146 to rest on.
  • the running surface 72 is formed on rails 68 or other guide elements 64.
  • the conveyor belt 42 is arranged in the return region 146 above the stators 10 located in the return region 146 during operation and is configured to drive the movement of the stators 10 rolling on the running surface 72.
  • the loading and unloading point 55 is arranged at a beginning of the advance region 144 of the circulating transport track 142 and is designed such that the stators 10 can be placed on the conveyor belt 42 and lifted off therefrom transversely to the stator axis.
  • the deflection regions 148, 150 have deflection curves 152 for detecting the stators 10 and deflecting their movement paths.
  • the regions 34, 36a, 36b, 38, 55 of the impregnation system 26 are arranged on several levels 154, 156.
  • the impregnation region 34 and a gelling region 36a, 36b are provided on a first level 154, preferably an upper level, while a curing region 38 is provided on a second level 156, preferably a lower level.
  • the flow region 144 and the return region 146 are arranged one above the other.
  • the flow region 144 is arranged above the return region 146.
  • the advance area 144 of the transport path 142 leads through the impregnation area 34 and the gelling area 36a, 36b of the impregnation system 26, wherein a rotary drive gear 158 is provided in the impregnation area 34 and the gelling area 36a, 36b for driving a rotary movement of the stators 10 lying on the conveyor belt 42.
  • the rotary drive gear 158 has a drive chain 86, 86a, 86b, 86c for driving a rotation of the stators 10, hereinafter also referred to as a rotary chain.
  • the return region 146 and/or at least one or both of the deflection regions 148, 150 lead through the curing region 38 of the impregnation system 26, which is located after the gelling region 36a, 36b in the transport direction.
  • the conveyor belt 42 further comprises at least one revolving traction means - such as in particular the transport chain 70 - as well as rollers 66 or cylinders 82 attached thereto for rolling support of the stators 10.
  • the rollers 66 or cylinders 82 are rotatable about axes of rotation extending transversely to the transport direction.
  • several holders 48 with stators 10, particularly designed as cages, can be located in the circulation system for each work step in order to achieve a high level of utilization.
  • a batch 54 of several holders 48 with stators 10 is located in each of the system components; in the example, a batch 54 of four holders 48 is shown.
  • Fig. 9 shows a schematic of the basic concept of the trickling system 26.
  • the stators/cages/holders 10, 48 are loaded radially from above and then rest on the shafts 80 of the transport chain 70 purely due to gravity.
  • the shafts 80 are, as shown in Fig. 10, preferably mounted between two transport chains 70, thereby achieving a relatively simple and cost-effective construction.
  • Fig. 10 shows the trickling system 26 together with the oven 32, which extends over the gelling device 50 and the curing device 52.
  • the gelling process is carried out in the upper and lower levels, or only in the lower level.
  • the drive chain 86 similar to the circulating transport chain 70, can be guided over both levels 154, 156 and around the stators 10 in the guide - running surface 72 - of the first deflection area 148.
  • Figs. 14a, 15a show different views of a first stage of lifting
  • Figs. 14b, 15b show different views of a second stage of lifting
  • Figs. 14c, 15c show different stages of a third stage of lifting
  • Figs. 16a to 16c show different stages of pivoting the lifting device 88.
  • the rolling device 62 designed as a lifting device 88 has n+1 lifting shafts 90.
  • the lifting shafts 90 are mounted in a way that they can be driven in rotation at a predetermined distance from one another in the conveying direction on a carrier (not shown), which can be moved horizontally and vertically in the trickling device 24 transversely to the conveying direction and can be pivoted in different pivoting directions.
  • the predetermined distance is dimensioned such that on a lifting shaft 90 provided between adjacent receiving locations for the stators 10/holders 48, both adjacent stators 10/holders 48 can roll on the same lifting shaft 90 arranged between them.
  • the trickling device 24 has a trickling nozzle arrangement 92 which can be moved horizontally transversely to the conveying direction, for example on a portal system.
  • the trickling nozzles 22a-22d apply the resin to the winding head 28 from both sides of the stator 10, in the inner and/or outer diameter and/or with a slight inclination to the horizontal longitudinal axis.
  • the compact design of the circulation system makes it possible to supply the trickling nozzles 22a-22d, for example, from one or both sides, and even as a portal design above the holders 48.
  • the holder 48 which is designed in particular as a cage, enables, due to the good accessibility of the stator 10, that, for example, only one trickling nozzle 22a-22d is used for the inner and outer diameter per stator side, or that separate trickling nozzles 22a-22d are used for the inner and outer diameter per stator side.
  • Several variants are also conceivable for lifting and thus pivoting the stator 10.
  • the holders 48 which are designed in particular as cages, can be lifted upwards by means of the lifting shafts 90, which are fed in the axial direction between the receiving rollers 82.
  • the holders 48 are also held in position on these lifting shafts 90 by gravity and any profiles/V-grooves/flanges (not shown here, see for example Fig. 35 for a possible design of the lifting shafts 90).
  • the lifting device 88 only uses one lifting shaft 90 between the holders 48 and not two, in comparison to the transport chain 70.
  • the advantage of this is that on the lifting device 88 only the first lifting shaft 90, for example, has to be driven in order to set all the other lifting shafts 90 and holders 48 in rotation, without connecting these lifting shafts 90 with a chain, for example.
  • This principle is also conceivable for the transport chain 70 if the take-up rollers 82 or rollers 66 are correspondingly large in diameter, so that the holders 48 are not connected to one another at their outer diameter.
  • the lifting device 88 is provided in some embodiments with a pivoting device 94, which causes the respective stator 10 to tilt preferably about its center of gravity.
  • the trickling system 26 is also designed without a lifting device 88 in some embodiments.
  • Particularly preferred embodiments for this variant of the first embodiment of the trickling system 26 are shown in Figs. 17 and 18. These embodiments address the problem that the not yet rotating stators 10 at the loading and unloading point 55 are accelerated one after the other during the further cycle for trickling. The same applies if the drive chain 86 for the rotation is pulled through from the loading and unloading point 55 to gelling, since the non-rotating stators 10 are transported from the lower level via the second circulation area 150 upwards to the loading and unloading point 55.
  • the (rotation) drive chain 86, 86a, 86b, 86c between the loading and unloading point 55 and the trickling area is, for example, equipped with multiple tracks and the take-up rollers 82, 82a, 82b have several pinions 84, 84a, 84b, 84c, which alternately engage per batch 54.
  • a separate drive is provided for each track.
  • a first to third drive chain 86a-86c are provided.
  • a first and a second drive chain 86a are provided in parallel at the loading and unloading point 55 and each equipped with its own drive.
  • the driven third drive chain 86c parallel to the first and second drive chains 86a, 86b and then runs alone to the trickling-gelling area.
  • the first pickup rollers 82a have a first pinion 84a positioned in the direction transverse to the conveying direction for engagement with the first drive chain 86a and a third pinion 84c positioned for engagement with the third drive chain 86c.
  • the second pickup rollers 82b have a second pinion 84b positioned to engage the second drive chain 86b and the third pinion 84c positioned to engage the third drive chain 86c.
  • Fig. 17 shows four successive situations when conveying the four batches 54 shown in the upper level in Fig. 9, with only one of each group of take-up rollers 82a, 82b provided for the respective batch 54 being shown.
  • a first batch of holders 48 with stators (not shown in Fig. 17, the first batch has, for example, four stators 10 in corresponding holders 48) is first placed on first take-up rollers 82a. These are engaged with the first drive chain 86a via the first pinion 84a. The first drive chain 86a is driven to start and accelerate the rotation of the stators 10 of the first batch.
  • the second drive chain 86b is then driven in order to set the second take-up rollers 82b and thus the stators 12 of the second batch in rotation and to continue to cycle them, while the first take-up rollers for a third batch are already being fed in again without a rotary drive.
  • the third row of Fig. 17 shows the acceleration of the third batch on first take-up rollers 82a
  • the fourth row of Fig. 17 shows the acceleration of the fourth batch on second take-up rollers 82b.
  • two drive chains 86a, 86c are used, one 86a for the loading and unloading point 55 and one 86c for the trickling/gelling area, each with a drive and the take-up roller 82 with a total of two pinions 84a, 84c.
  • the system can be constructed in such a way (e.g. by means of sprocket position, chain pitch, key connections, etc.) that the chain links are exactly aligned with one another in a transfer area 96.
  • the drive chain 86a is designed to be pivotable in some embodiments, one example of which is also shown in Fig. 18. If the holders 48 at the loading and unloading point 55 are at the same speed as at the trickling and gelling point and the trickling process is complete, the holders 48 are transported further. The first drive chain 86a at the loading point 55 is pivoted downwards depending on the progress of the holders 48 so that the pinions of the subsequent take-up rollers 82 do not engage, but the holders 48 that have not yet been fully transported further are still rotating.
  • a great advantage when the stators 10 are lifted out during trickling is that the components 80, 82, 84, 86 of the rotary drive can be designed cost-effectively, since the sometimes heavy stators 10 do not have to be set in rotation from a standstill, but are placed on the rotating receiving rollers 82 of the conveyor belt 42 by the lifting device 88 - see Fig. 14a-15c - or swivel device 94 - see Fig. 16a-16c. This makes the components smaller and reduces wear in the system.
  • the unit used to drive the rotation of the holders 48 preferably a chain system - e.g.
  • drive chain 86 - can be built with just one drive. If the trickling system 26 is completely empty and the first batch 54 of stators 10 is loaded, the drive chain 86 is still stationary and the batch 54 can be transported further for trickling. The lifting device 88 then causes the stators 10 to rotate, separated from the transport device 40. Before the stators 10 are then set down again in rotation, the drive chain 86 starts.
  • the unit for driving the rotation is constructed in such a way that the drive chain 86 is preferably deflected in a driver 98.
  • the driver 98 is displaceable along the conveying direction between the positions shown in Figs. 19d and 19e before and after the point for lifting on the trickling device 24.
  • a separate drive can be provided for displacement.
  • the driver can be connected to the transport chain 70, as shown in Fig. 20.
  • Fig. 19a shows the situation after the batch 54 has been transported from the loading and unloading point 55 to the trickling device 24.
  • Fig. 19b shows the lifting of the batch 54 in the trickling device 24.
  • Fig. 19c shows how the stators 10 of the lifted batch 54 are set in rotation. A second batch 54 is placed on the loading and unloading point 55. At the same time, the rotation of the drive chain 86 starts.
  • Fig. 20 shows the detail XX of Fig. 19c, where the connection between the driver 98 and the transport chain 70 is established.
  • the batch 54 can then be taken along with the transport chain 70 from trickling to gelling, as shown in the transition from Fig. 19d to Fig. 19e. If the following batch 54 is lifted out at the trickling station - this takes place shortly before the situation shown in Fig. 19f - the connection between the driver 98 and the transport chain 70 is released.
  • the driver 98 is brought back to the starting position by another actuator 102, for example a pneumatic actuator.
  • the drive chain 86 remains in constant motion.
  • the stators 10 are passed through a furnace system - furnace 32 - to harden the liquid/resin, it should also be mentioned that a corresponding linear expansion of the components occurs due to the higher temperature.
  • the transport system will show a certain amount of wear after prolonged operation and, using the example of the transport chain 70, an elongation of the chain links will occur. This causes the positions of the holders 48, e.g. loading position and trickling position, to shift. The maximum linear expansion and the elongation of the transport chain 70 can, however, be calculated and this shift can thus be counteracted.
  • the position of the batches 54 relative to one another is queried using sensors (not shown), and the holders 48 are then transported further or closer, or even in the opposite direction, with the transport system and the offset is compensated accordingly.
  • the holders 48 are placed with their at least one rolling surface 58a, 58b on rollers/rollers 82, 66, 90 and center themselves in the process, which makes extra indexing unnecessary.
  • holders 48 are provided with only one correspondingly longer cylindrical rolling surface, the holders 48 shown have several rolling surfaces 58a, 58b that are arranged at an axial distance from one another. In the embodiments shown, the rolling surfaces 58a, 58b surround the stator 10 radially further out than the outer circumference of the stator 10 - so that the stator 10 is surrounded by the holder 48 like a cage.
  • the at least one rolling surface 58a, 58b is provided on a ring region of the holder 48.
  • the ring regions are formed by ring elements 104a, 104b of the holder 48, which are axially connected to one another by struts 106 extending in the axial direction.
  • the struts 106 can be designed telescopically, in particular with springs 108 (Fig. 24 - 32), or can be solid.
  • the stator 10 can be clamped both axially and radially in the holder 48, which is designed in particular as a cage.
  • Embodiments with an axially clamping clamping device 56a are shown in Figs. 24 to 32.
  • An example of a currently preferred embodiment with a clamping device 56b that clamps radially on the outer circumference of the stator 10 is shown in Figs. 34 and 35.
  • the holder 48 is designed such that the stator 10 can be inserted without having to dismantle the elements which later clamp the stator 10.
  • a stator 10 which does not have a cylindrical outer surface, i.e. non-cylindrical elements which are usually used for screwing the finished stator 10 into a housing
  • the stator 10 is inserted into the holder 48 from above, for example, and either the holder 48 or the stator 10 itself is rotated about its longitudinal axis in order to obtain an overlap like a bayonet lock.
  • This means that the workpiece is held in the holder 48 in a captive manner and with a very low surface pressure.
  • holders 48 of different lengths with a corresponding stroke are used, preferably by means of differently inserted springs 108.
  • Fig. 28 to 31 show another possibility of axially accommodating stators 10 of different lengths, which requires only one version of the holder 48.
  • the bayonet lock for each stator 10 is designed in the opposite direction, so that one stator 10 is rotated to the left (Fig. 30) and the other stator to the right (Fig. 31) in the holder 48.
  • a common support 114 is provided on a first ring element 104a, and a bayonet lock that can be closed by turning to the right is provided on a second ring element 104b for a stator with short laminated core length (Fig. 30) and a bayonet lock that can be closed by turning to the left for a stator with a long laminated core length (Fig. 31) is provided on a third ring element 104c.
  • Another solution for accommodating stators 10 with different lengths is to design the holder 48 as a telescope.
  • An axial clamping of a stator with a cylindrical outer surface is possible, for example, with swivel clamps (not shown) mounted between the rings 104a, 104b of the holder 48, in which, after the stator has been inserted, grips swivel in and then clamp onto the end faces 30 of the laminated core 14.
  • the grips can be moved either manually or automatically with the aid of an actuator.
  • pinion or pinions 84, 84a, 84b, 84c described above on the receiving rollers 82, 82a, 82b are mounted directly on the holder 48, and the receiving shafts 80, 82 serve only as rotating supports.
  • these pinions can be provided on the different configurations of the holder 48 - radially or axially clamping, with or without a bayonet lock...
  • Fig. 34 and 35 Similar to the swing clamps, clamping elements 120 with pressure pieces/friction surfaces that rest radially on the laminated core are attached between the rings 104a, 104b of the holder 48.
  • the pressure pieces can be fed, for example, via a toggle lever, an eccentric clamp, or via a screw/wedge gear 122, or can also be designed as a swing clamp.
  • the radial clamping has the particular advantage that the holder 48, which is designed in particular as a cage, has no axial projection over the laminated core 14, so that better access is provided for the trickling nozzles 22a-22d. Furthermore, the same holder 48 is suitable for clamping stators 10 of different lengths. Furthermore, the radial clamping works both with stators with a cylindrical outer surface and with stators with radial projections.
  • the holder 48 is shown resting on one of the rolling devices 60, 62.
  • the rolling surfaces 58a, 58b on the rings 104a, 104b have a V-groove 124, into which complementary ring projections 76 on rollers 66 seated or formed on the shafts 80, 90 engage. This guide has proven to be advantageous in terms of the lowest susceptibility to contamination.
  • Fig. 33a to 33c show different stages of an example of an automatic insertion of a stator 10 into a holder 48.
  • a gripper 126 is attached, for example, to a linear portal or to a robot 128.
  • the Stator 10 is held by a mandrel 130 - with internal clamping unit 12 as shown in Fig. 1 - on the inner diameter, while the holder 48 is located on a support 132.
  • the gripper 126 is designed such that it can rotate the stator 10 relative to the holder 48 for insertion into the holder 48 or for removal, in order to connect the stator 10 and the holder 48 to one another using a bayonet 116, 118.
  • the storage area 132 is designed to receive the stator 10, and an external gripper is provided on the robot 128 and is set up to receive the holder 48 by the outer contour, to slip it over the stator 10, and then to rotate the holder 48 relative to the stator 10 when receiving the stator 10.
  • an actuator for actuating the clamping device 56b after insertion of the stator 10 is provided on the shelf 132 for the holder 48.
  • the stator 10 and holder 48 are transported to the loading station 55 of the trickling system 26 via the same gripper 126, e.g. with an internal clamping mandrel, and placed thereon.
  • the gripper 126 can pick up the finished stator 10 again and separate the holder 48 from the stator 10 again at the depositing station 132.
  • the rolling device 62 of the trickling device 24 is designed as shown in Figs. 37 to 39b.
  • the design of the rolling device 60 of the gelling device 50 is shown in Figs. 36a to 36d, which show different stages of the trickling process.
  • the rolling devices 62, 60 each have rotatably driven shafts 80 on which the holder 48 with its at least one rolling surface 58a, 58b can be supported by gravity.
  • the respective shaft 80 can be designed as shown in Fig. 35.
  • stator 10 with holder 48 is not placed at a loading point 55, but is transported directly to the trickling.
  • the gripper 126 is equipped with an additional rotary unit 134, which allows it to pick up the holder 48 in a rotating manner after trickling and to place it again in a rotating manner at the gelling station.
  • Fig. 36a shows how the robot 128 loads the holder 48 for trickling.
  • Fig. 36b shows how the holder 48 and the stator 10 rotate during the trickling process.
  • Fig. 36c shows how the robot 128 lifts the holder 48 and the stator 10 from the trickling in a rotating manner.
  • Fig. 36a shows how the robot 128 loads the holder 48 for trickling.
  • Fig. 36b shows how the holder 48 and the stator 10 rotate during the trickling process.
  • Fig. 36c shows how the robot 128 lifts the holder 48 and the stator 10 from the trickling in a rotating manner.
  • Fig. 36a shows how the robot 128 loads
  • the robot 128 places the holder 48 with stator 10 in a rotating manner on the roller device 60 of the gelling device 50, where it is driven to continue rotating for gelling.
  • the robot 128 is shown here with the internal clamping mandrel - internal clamping unit 12 -, it should be clear that the gripper 126 can also be designed to directly grip the holder 48.
  • the holder 48 can have gripping areas (not shown) on which the gripper 126 can engage. Accordingly, in some embodiments - as described above for Figs. 9 to 23 - it is provided to attach the receiving rollers 82, 82a, 82b to a transport system, e.g.
  • the stator 10 is held in position and rotated about its own horizontal axis only by its own gravity during the trickling process or during the gelling process or during transport from the trickling to the gelling process or any combination.
  • a cylindrical outer surface on the stator 10 can also be used directly, if available; the rolling devices 60, 62 are also particularly suitable for rolling a cylindrical outer surface provided directly on the stator 10 as a rolling surface.
  • the stator 10 is preferably pre-assembled in the holder 48 before trickling, with which the stator 10 is placed in the trickling area, gelling area, or transport area, or a combination thereof.
  • a holder 48 in particular designed as a cage, is that stators 10 with a non-cylindrical outer contour or protruding elements such as screw-on options, interconnection elements, etc. can also be placed in a rotating manner in an associated rolling device 60, 62.
  • Gravity is also sufficient to transmit power for rotation of the stator 10 with or without the holder 48.
  • the rolling device 60, 62 can accommodate, position and rotate a stator 10 or holder 48 without the holder 48 or stator 10 itself being actively clamped or held by the rolling device 60, 62.
  • no actuator is required on the holder 48 itself or on the rolling device 60, 62.
  • the holder 48 is held in position by gravity after loading into the rolling device 60, 62, and gravity of the holder 48 with stator 10 is sufficient for the rotation transmission to take place in the holder 48.
  • this force transmission is preferably introduced into the holder 48 or stator 10 via rotating rollers 66 on the rolling device 60, 62, which takes place on an outer surface (as a rolling surface) of the holder 48 with stator or on the stator 10 itself.
  • This power transmission can be purely force-locking (e.g. with friction wheels as rollers), or also form-locking such as a gearing (e.g. pinion 84).
  • the necessary torque is also transmitted to the stator 10 or holder 48 for the rotary movement via these guide elements 64 or positioning elements (e.g. rollers 66), whereby preferably all positioning elements/guide elements 64 also transmit the rotary movement (as in an all-wheel drive).
  • One possible function of the rolling device 60, 62 is thus to hold the holder 48 or stator 10 in position and to transmit a force to rotate the stator 10 accordingly, without having an active actuator to generate the force for the rotary movement.
  • the necessary force to rotate the stator 10 or holder 48 is therefore not actively generated in the rolling device 60, 62, but is generated externally and only passed through the rolling device 60, 62. This force can also be generated by any other form of energy (pneumatics, fluid).
  • the rolling device 60, 62 itself does not have an energy converter which converts, for example, electrical or pneumatic energy into a force or torque, but rather only mechanical power is passed through the rolling device 60, 62.
  • This has the advantage that no temperature-resistant and therefore expensive actuators have to be used when the rolling device 60, 62 is placed in a gelling oven 32 during the curing of the stator 10.
  • an external actuator such as a motor, e.g. the rolling devices 60 are driven by a common drive chain 86.
  • the trickling system 26 is designed such that the actuator-free rolling device 60, 62 is installed stationary in the respective trickling or gelling areas, and the transport of the stator 10 or holder 48 with stator 10 takes place without this rolling device 60, 62, e.g. by means of robot gripper 126.
  • a different energy source or motor is specifically provided for driving the rotation via the rolling device 62, especially during trickling and the preferred pivoting, since pivoting movements in both directions are also provided for the rolling device 62, especially during trickling, i.e. the horizontal axis of rotation of the stator 10 is pivoted into the vertical by preferably up to +/- 15° (or possibly more) during trickling.
  • This makes it difficult to drive all rolling devices 60, 62 with one actuator or energy source such as a motor via a drive chain 86, and it is more sensible, especially during trickling, to drive the rolling device 62 individually or separately from the gelling or transport station via a drive mounted on the trickling station. This can be done, for example, via a separate chain which drives several shafts 90 via pinions.
  • At least two shafts 80, 90 are provided, on which a total of at least three rollers 66 are located, which are positioned below the center on preferably outer surfaces in relation to the stator 10 or holder 48.
  • the stator 10 or holder 48 is thus held and positioned on at least three rollers 66 solely by gravity on these rollers 66.
  • the axial positioning can be achieved by means of flanged disks 74 on the rollers 66, by means of V-grooves 76 on the rollers 66 or by means of spherical rollers or by means of further rollers arranged axially or on the front side.
  • at least one shaft 80, 90 of this rolling device 60, 62 is driven externally, preferably all shafts 80, 90 or rollers 66 are driven, which initiates a rotation or turning of the stator 10 or holder 48.
  • the force or torque is introduced into the rolling device 60, 62 via friction wheels, chain wheels, belt wheels, or other possible transmission means.
  • the energy source or actuator is not located directly on the rolling device 60, 62.
  • the rolling device 60, 62 also has no actuator or energy source for clamping or holding the stator 10 on the rolling device 60, 62; the stators 10 or holders 48 remain in their position on the rolling device purely due to gravity.
  • the cage or stator is additionally secured against tipping over during rotation.
  • this is possible without any major problems at the trickling station, since the trickling station is usually located in a room temperature area and not inside an oven 32, where this actuator system causes high costs.
  • a temporary axial feed of, for example, support rollers to the front sides of the holder 48 or stator 10 at the trickling station is possible without any problems.
  • holders (48) with at least one rolling surface (58a, 58b) and system components of a trickling system (26) with a rolling device (60, 62) are proposed, on which the holders (48) with clamped stators (10) or, in the case of stators (10) with a cylindrical outer surface suitable as a rolling surface (58a, 58b), themselves rest purely by gravity. In this way, complex actuators of clamping devices for holding the stators for trickling or gelling can be eliminated.

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Abstract

Für eine verbesserte Imprägnierung von Statoren (48) in Serienfertigung werden Halter (48) mit wenigstens einer Rollfläche (58a, 58b) und Anlagenkomponenten einer Träufelanlage (26) mit einer Rolleinrichtung (60, 62) vorgeschlagen, auf denen die Halter (48) mit eingespannten Statoren (10) oder auch im Fall von Statoren (10) mit zylindrischer, als Rollfläche (58a, 58b) geeigneter Außenfläche selbst rein durch Schwerkraft aufliegen. Somit können aufwändige Aktoren von Spanneinrichtungen zum Halten der Statoren zum Träufeln oder Gelieren eingespart werden.

Description

Halter, Verwendung desselben beim Träufelimprägnieren, Träufelanlage und Anlagenkomponente davon sowie Verfahren zum Träufelimprägnieren
Die Erfindung betrifft einen Halter zum Halten, Drehen und Transportieren eines Stators im Zuge eines Imprägnierens des Stators mit Harz. Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Halters zum Halten eines Stators im Zuge einer Träufelimprägnierung. Weiter betrifft die Erfindung eine Anlagenkomponente einer Imprägnieranlage zum Imprägnieren von Statoren in Serienfertigung, die zum Handhaben eines in einem solchen Halter gehaltenen Stators ausgebildet ist. Weiter betrifft die Erfindung eine Träufelanlage zum Träufelimprägnieren von Statoren, umfassend mehrere solcher Halter. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem ein Stator zum Träufelimprägnieren in einem derartigen Halter gehalten wird.
Zum technologischen Hintergrund wird auf folgende Literaturstellen verwiesen:
[1] DE 1 279 156 A
[2] DE 102019 120 713 A1
[3] DE 102017 001 939 A1
[4] DE 102019 121 956 A1
[5] US 3696 420 A1
[6] JP 2015-76984 A
[7] JP 2015-318692 A
[8] WO 2022/171353 A1
[9] DE 102019 106 392 A1
[10] WO 2019/123137 A1
[11] WO 2018/154277 A1
[12] DE 102021 105 959 A1
[13] DE 102019 004 954 B3
Aus den Literaturstellen [1] bis [13] sind Einheiten sowie Vorrichtungen und Verfahren bekannt, die bei einer Imprägnierung von Statoren, insbesondere beim Träufelimprägnieren, eingesetzt werden. Dabei werden Statoren in Halter eingespannt.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, verbesserte Möglichkeiten zur Handhabung von Statoren bei einem im Zuge einer industriellen Großserienfertigung durchzuführenden Träufelimprägnieren zur Verfügung zu stellen.
Zum Lösen dieser Aufgabe schafft die Erfindung einen Halter gemäß Anspruch 1 . Eine vorteilhafte Verwendung des Halters, eine Anlagenkomponente zur Handhabung eines in einem solchen Halter gehaltenen Stators, eine Träufelanlage mit mehreren solcher Halter und ein Verfahren zur Träufelimprägnierung unter Einsatz eines solchen Halters sind Gegenstand der weiteren unabhängigen Ansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung schafft gemäß einem ersten Aspekt davon einen Halter zum Halten, Drehen und Transportieren eines Stators im Zuge eines Imprägnierens des Stators mit Harz, wobei der Halter eine Spanneinrichtung zum Einspannen des Stators und wenigstens eine Rollfläche zum rollenden Abstützen des sich drehenden Halters mit eingespanntem Stator aufweist.
Vorzugsweise ist der Halter als Käfig ausgebildet, der im Gebrauch den eingespannten Stator umgibt.
Es ist bevorzugt, dass die wenigstens eine Rollfläche eine um den im Gebrauch eingespannten Stator umlaufende Rollfläche ist.
Anmerkung: im Sinne der hiesigen Offenbarung können unter „die wenigstens eine Rollfläche“ eine einzelne an dem Halter vorgesehene Rollfläche, eine von mehreren an dem Halter vorgesehenen Rollflächen, einige von mehreren an dem Halter vorgesehenen Rollflächen oder alle an dem Halter vorgesehenen Rollflächen gemeint sein.
Es ist bevorzugt, dass die wenigstens eine Rollfläche an einem radial am weitesten vorstehenden Außenumfang des Halters vorgesehen ist.
Es ist bevorzugt, dass wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite axial beabstandete Rollfläche vorgesehen sind.
Es ist bevorzugt, dass die erste Rollfläche an einem ersten axialen Endbereich des Halters vorgesehen ist und dass die zweite Rollfläche an einem zweiten axialen Endbereich des Halters vorgesehen ist.
Es ist bevorzugt, dass die wenigstens eine Rollfläche an wenigstens einem Ringbereich des Halters ausgebildet ist.
Es ist bevorzugt, dass die erste Rollfläche an einem ersten Ringelement des Halters ausgebildet ist und die zweite Rollfläche an einem zweiten Ringelement des Halters ausgebildet ist und dass das erste und das zweite Ringelement axial miteinander verbunden sind.
Es ist bevorzugt, dass Ringelemente des Halters mittels axialer Streben miteinander verbunden sind.
Es ist bevorzugt, dass die erste und zweite Rollfläche einen gleichen Durchmesser haben.
Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Rollfläche oder wenigstens eine von mehreren Rollflächen zumindest bereichsweise zylindermantelförmig ausgebildet ist. Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Rollfläche oder wenigstens eine von mehreren Rollflächen zumindest bereichsweise konisch ausgebildet ist. Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Rollfläche oder wenigstens eine von mehreren Rollflächen zumindest bereichsweise ballisch ausgebildet ist. Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Rollfläche oder wenigstens eine von mehreren Rollflächen zumindest bereichsweise im axialen Schnitt konvex gekrümmt ausgebildet ist. Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Rollfläche oder wenigstens eine von mehreren Rollflächen zumindest bereichsweise im axialen Schnitt konkav gekrümmt ausgebildet ist. Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Rollfläche oder wenigstens eine von mehreren Rollflächen wenigstens eine Rille aufweist. Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Rollfläche oder wenigstens eine von mehreren Rollflächen einen umlaufenden Ringvorsprung oder eine umlaufende Rippe aufweist.
Es ist bevorzugt, dass die wenigstens eine Rollfläche wenigstens einen ersten umlaufenden konischen Bereich und wenigstens einen zweiten umlaufenden konischen Bereich aufweist, wobei der erste und der zweite konische Bereich entgegengerichtet geneigt sind und/oder spiegelbildlich zueinander ausgebildet sind.
Es ist bevorzugt, dass eine umlaufende Verzahnung zum formschlüssigen Antreiben einer Drehung des Halters mit eingespanntem Stator vorgesehen ist.
Es ist bevorzugt, dass die Verzahnung an einem eigenen Ringelement des Halters oder an einem Ringelement, das auch die Rollfläche oder eine von mehreren Rollflächen aufweist, ausgebildet ist.
Es ist bevorzugt, dass die Spanneinrichtung zum radialen und/oder axialen formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Einspannen des Stators an einer Außenseite des Stators ausgebildet ist.
Es ist bevorzugt, dass die Spanneinrichtung radial bewegliche Spannelemente mit radial nach innen gerichteten Spannflächen und/oder axial bewegliche Spannelemente mit axial zueinander gerichteten Spannflächen aufweist.
Es ist bevorzugt, dass die Spannelemente an den Streben radial beweglich angeordnet sind.
Es ist bevorzugt, dass die Spanneinrichtung wenigstens ein Gewinde zum Bewegen wenigstens eines Spannelements der Spanneinrichtung durch Schrauben aufweist.
Es ist bevorzugt, dass die Spanneinrichtung wenigstens eine Feder zum elastischen Einspannen des Stators aufweist.
Es ist bevorzugt, dass die Spanneinrichtung dazu ausgebildet ist, in einer Freigabestellung den Stator ohne Demontage von Spannelementen der Spanneinrichtung aufzunehmen. Es ist bevorzugt, dass die Spanneinrichtung Spannelemente aufweist, die radial innerhalb der wenigstens einen Rollfläche angeordnet sind.
Es ist bevorzugt, dass Spannelemente der Spanneinrichtung an Ringelementen des Halters ausgebildet sind, an deren Außenumfang die wenigstens eine Rollfläche ausgebildet ist.
Es ist bevorzugt, dass die Streben als Teleskopelemente ausgebildet sind.
Bei einigen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass die Spanneinrichtung wenigstens eine Bajonettverschlussaufnahme mit einem Schlitz zum Hindurchstecken eines radialen Vorsprungs des Stators und einen verdrehversetzt zu dem Schlitz angeordneten Haltebereich zum Halten des radialen Vorsprungs aufweist.
Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Spanneinrichtung mehrere Bajonettverschlussaufnahmen aufweist, in Umfangsrichtung versetzt zueinander oder über den Umfang verteilt vorgesehen sind.
Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Spanneinrichtung wenigstens eine erste und eine zweite Bajonettverschlussaufnahme aufweist, die an unterschiedlichen axialen Positionen angeordnet sind.
Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Bajonettverschlussaufnahme an einem Ringelement des Halters ausgebildet ist, an dessen Außenumfang die wenigstens eine Rollfläche oder eine von mehreren Rollflächen ausgebildet ist.
Vorzugsweise sind die Halter für die Statoren so ausgebildet, dass der Stator am Außendurchmesser oder der äußeren Kontur aufgenommen oder aufgespannt wird. Vorzugsweise sind die Halter derart ausgebildet, dass beide axialen Seiten des Stators (Wickelkopfseiten) frei zugänglich sind.
Der Halter ist vorzugsweise als Käfig ausgebildet. Insbesondere ist der Halter derart ausgebildet, dass er axial nicht über ein Blechpaket eines im Betrieb darin eingespannten Stators hervorsteht.
Entsprechend schafft die Erfindung gemäß einem weiteren Aspekt auch eine Anordnung umfassend den Halter gemäß einer der voranstehenden oder einer der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen und den darin zu haltenden oder gehaltenen Stator.
Gemäß einem weiteren Aspekt schlägt die Erfindung eine Verwendung eines Halters nach einem der voranstehenden Ausgestaltungen zum Halten und Drehen eines Stators im Zuge einer Träufelimprägnierung beim Träufeln und Gelieren vor.
Es ist bevorzugt, dass der Halter mit eingespanntem Stator in einer Geliereinrichtung zum Gelieren durch Auflage der wenigstens einen Rollfläche auf einer Rolleinrichtung der Geliereinrichtung allein durch Schwerkraft gehalten wird und um eine mit einer Mittelachse des Stators zusammenfallende Drehachse gedreht wird.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Rollfläche des Halters axial im Bereich des Blechpakets des Stators angeordnet, wobei der Halter nicht über das Blechpaket vorsteht.
Es ist bevorzugt, dass der Halter mit eingespanntem Stator in einer Träufeleinrichtung zur Träufelimprägnierung durch Auflage der wenigstens einen Rollfläche auf einer Rolleinrichtung der Träufeleinrichtung allein durch Schwerkraft gehalten wird und um eine mit einer Mittelachse des Stators zusammenfallende Drehachse gedreht wird.
Es ist bevorzugt, dass der auf der Rolleinrichtung der Träufeleinrichtung abrollende Halter beim Träufeln mittels der Rolleinrichtung um eine sich quer zur Drehachse erstreckende im Wesentlichen horizontale Neigungsachse geneigt wird.
Es ist bevorzugt, dass der Halter mit eingespanntem Stator zum Träufeln mittels der Rolleinrichtung der Träufeleinrichtung von einer Anlieferungsbahn abgehoben wird.
Es ist bevorzugt, dass die jeweilige Rolleinrichtung mehrere Führungselemente aufweist, auf denen die wenigstens eine Rollfläche abgesetzt wird, wobei die Führungselemente dazu eingerichtet sind, den Halter so zu führen, dass dieser eine konzentrische Drehung um seine Längsachse ausführt.
Es ist bevorzugt, dass die Führungselemente der Rolleinrichtung ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Rollen, Ritzel, Konturräder, Verzahnungen, Schienen, Umlaufketten, Laufflächen, Rollen mit Bordscheiben, Rollen mit V-Nuten, Rollen mit balliger Lauffläche, Rollen mit Ringvorsprung an der Lauffläche, Rollen mit Rillen an der Lauffläche, mittels einer Kette oder einem Förderband verbundene Rollen, aktiv angetriebene Rollen, aktiv angetriebene Ritzel und durch eine gemeinsame Welle verbundene Rollen, Ritzel und Konturräder umfasst.
Es ist bevorzugt, dass wenigstens eines der Führungselemente der Rolleinrichtung die Drehbewegung in den Halter einleitet.
Es ist bevorzugt, dass die oder wenigstens einige der Führungselemente um jeweils eine Drehachse drehbar sind, deren Lage von der Lage der Drehachse des Halters abweicht.
Es ist bevorzugt, dass die Führungselemente eine erste bis vierte Rolle umfassen, wobei die erste und zweite Rolle axial beabstandet zueinander an der wenigstens einen Rollfläche des Halters in einer Winkelstellung zwischen 3 Uhr und 6 Uhr angreifen und die dritte und vierte Rolle axial beabstandet zueinander an der wenigstens einen Rollfläche in einer Winkelstellung zwischen 6 Uhr und 9 Uhr angreifen. Es ist bevorzugt, dass die jeweilige Rolleinrichtung benachbarte Auflageplätze für einen ersten und einen zweiten Halter aufweisen, wobei zwischen den Aufnahmeplätzen eine gemeinsame Welle oder Rolle angeordnet ist, auf der der erste Halter und der zweite Halter aufliegen, so dass eine Drehung des einen Halters über die gemeinsame Welle oder Rolle auf den zweiten Halter übertragbar ist oder dass der erste und der zweite Halter über die gemeinsame Welle oder Rolle drehend angetrieben werden.
Es ist bevorzugt, dass eine Reihe von Statoren in einer Großserienfertigung durch Träufelimprägnierung imprägniert werden, wobei jeder Stator in einem eigenen Halter nach einem der voranstehenden Ausgestaltungen zum Träufeln und Gelieren gehalten wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine Anlagenkomponente einer Imprägnieranlage zum Imprägnieren von Statoren in Serienfertigung, umfassend eine Rolleinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Halter nach einem der voranstehenden Ausgestaltungen mit jeweils eingespanntem Stator durch Auflage der wenigstens einen Rollfläche auf der Rolleinrichtung zu halten und um eine mit einer Mittelachse des Stators zusammenfallende Drehachse zu drehen.
Die Anlagenkomponente kann beispielsweise ein Geliereinrichtung zum Gelieren von zuvor in den durch den Halter gehaltenen Stator eingebrachtem Harz sein.
Es ist bevorzugt, dass die Geliereinrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe, die einen Konvektionsofen, eine Geliereinrichtung mit Induktionsspule, eine ortsgebundene Geliereinrichtung, zu der die in den Haltern gehaltenen Statoren nach dem Harzauftrag transportiert werden, und ein Durchlaufofen, durch den die in den Haltern gehaltenen Statoren durchgetaktet werden, umfasst.
Die Anlagenkomponente kann weiter beispielsweise eine Träufeleinrichtung mit wenigstens einer Träufeldüse zum Aufträufeln von Harz sein.
Insbesondere bei Ausbildung der Anlagenkomponente als Träufeleinrichtung ist bevorzugt, dass die Rolleinrichtung dazu eingerichtet ist, den darauf abrollenden wenigstens einen Halter mit darin eingespanntem Stator anzuheben und/oder relativ zur Horizontalen zu neigen.
Es ist bevorzugt, dass mehrere Träufeldüsen zum Träufeln von Harz an Wicklungsköpfen auf beiden Seiten des in dem Halter eingespannten Stators vorgesehen sind.
Die Anlagenkomponente kann auch eine Aushärteinrichtung zum Aushärten des angelierten Harzes sein.
Auch kann die Anlagenkomponente eine Transporteinrichtung zum Transportieren einer Serie von Haltern sein, wobei mehrere der Rolleinrichtungen an einem Förderband angeordnet sind.
Es ist bevorzugt, dass die Rolleinrichtung mehrere Führungselemente aufweist, auf denen die wenigstens eine Rollfläche absetzbar ist, wobei die Führungselemente dazu eingerichtet sind, den Halter so zu führen, dass dieser eine konzentrische Drehung um seine Längsachse ausführt. Es ist bevorzugt, dass die Führungselemente der Rolleinrichtung ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Rollen, Ritzel, Konturräder, Verzahnungen, Schienen, Umlaufketten, Laufflächen, Rollen mit Bordscheiben, Rollen mit V-Nuten, Rollen mit balliger Lauffläche, Rollen mit Ringvorsprung an der Lauffläche, Rollen mit Rillen an der Lauffläche, mittels einer Kette oder einem Band verbundene Rollen, aktiv angetriebene Rollen, aktiv angetriebene Ritzel und durch eine gemeinsame Welle verbundene Rollen, Ritzel und Konturräder umfasst.
Es ist bevorzugt, dass wenigstens eines der Führungselemente der Rolleinrichtung die Drehbewegung in den Halter einleitet.
Es ist bevorzugt, dass die oder wenigstens einige der Führungselemente um jeweils eine Drehachse drehbar sind, deren Lage von der Lage der Drehachse des Halters abweicht.
Es ist bevorzugt, dass die Führungselemente eine erste bis vierte Rolle umfassen, wobei die erste und zweite Rolle axial beabstandet zueinander an der wenigstens einen Rollfläche des Halters in einer Winkelstellung zwischen 3 Uhr und 6 Uhr angreifen und die dritte und vierte Rolle axial beabstandet zueinander an der wenigstens einen Rollfläche in einer Winkelstellung zwischen 6 Uhr und 9 Uhr angreifen.
Es ist bevorzugt, dass die Rolleinrichtung benachbarte Auflageplätze für einen ersten und einen zweiten Halter aufweisen, wobei zwischen den Aufnahmeplätzen eine gemeinsame Welle oder Rolle angeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, dass der erste Halter und der zweite Halter darauf aufliegen, so dass eine Drehung des einen Halters über die gemeinsame Welle oder Rolle auf den zweiten Halter übertragbar ist oder dass der erste und der zweite Halter über die gemeinsame Welle oder Rolle drehend angetrieben werden.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Imprägnieranlage zum Imprägnieren von Statoren in Serienfertigung, umfassend eine Transporteinrichtung zum Transportieren einer Reihe von Statoren durch Bereiche der Imprägnieranlage, wobei die Transporteinrichtung eine umlaufende Transportbahn mit einem Vorlaufbereich und einem Rücklaufbereich sowie Umlenkbereichen dazwischen und ein Förderband aufweist, das dazu ausgebildet ist, dass die Statoren quer zur jeweiligen Statorachse auf dem Förderband abgelegt oder abgehoben werden können und beim Transport durch den Vorlauf- oder Rücklaufbereich zumindest abschnittsweise drehend auf dem Förderband aufliegen.
Es ist bevorzugt, dass das Förderband in dem Vorlaufbereich unterhalb der Statorachsen der sich im Betrieb in dem Vorlaufbereich befindlichen Statoren angeordnet ist, so dass die Statoren auf dem Förderband aufliegend durch den Vorlaufbereich der Transportbahn transportierbar sind, und dass die Transporteinrichtung in dem Rücklaufbereich eine Lauffläche zum Aufliegen der durch den Rücklaufbereich zu transportierenden Statoren aufweist. Es ist bevorzugt, dass das Förderband in dem Rücklaufbereich oberhalb der sich im Betrieb in dem Rücklaufbereich befindlichen Statoren angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die Bewegung der auf der Lauffläche abrollenden Statoren anzutreiben.
Es ist bevorzugt, dass an einem Anfang des Vorlaufbereichs der umlaufenden Transportbahn eine Be- und Entladestelle angeordnet und so ausgebildet ist, dass die Statoren quer zur Statorachse auf dem Förderband abgelegt und davon abgehoben werden können.
Es ist bevorzugt, dass die Umlenkbereiche Umlenkkurven zum Erfassen der Statoren und Umlenken derer Bewegungsbahnen aufweisen.
Es ist bevorzugt, dass der Vorlaufbereich und der Rücklaufbereich übereinander angeordnet sind oder dass der Vorlaufbereich über dem Rücklaufbereich angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, dass der Vorlaufbereich der Transportbahn durch einen Imprägnierbereich und einen Gelierbereich der Imprägnieranlage führt, wobei in dem Imprägnierbereich und dem Gelierbereich ein Drehantriebsgetriebe zum Antreiben einer Drehbewegung der auf dem Förderband liegenden Statoren vorgesehen ist.
Es ist bevorzugt, dass der Rücklaufbereich und/oder wenigstens einer der Umlenkbereiche durch einen in Transportrichtung nach einem Gelierbereich liegenden Aushärtebereich der Imprägnieranlage führt.
Es ist bevorzugt, dass das Förderband wenigstens ein umlaufendes Zugmittel sowie daran angebrachte Rollen oder Walzen zum rollenden Aufliegen der Statoren aufweist, welche Rollen oder Walzen um sich quer zur Transportrichtung verlaufende Drehachsen drehbar sind.
Es ist bevorzugt, dass die Rollen oder Walzen ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Rollen mit Bordscheiben, Rollen oder Walzen mit Ritzel, Rollen mit V-Nuten, Rollen mit balliger Lauffläche, Rollen mit Ringvorsprung an der Lauffläche, Rollen mit Rillen an der Lauffläche, aktiv angetriebene Rollen, aktiv angetriebene Ritzel und durch eine gemeinsame Welle verbundene Rollen, Ritzel und Konturräder umfasst.
Es ist bevorzugt, dass Aufnahmebereiche an dem Förderband zum Angreifen an einem Stator jeweils eine erste bis vierte Rolle umfassen, wobei die erste und zweite Rolle axial beabstandet zueinander dazu angeordnet sind, an wenigstens einer Rollfläche des zylindrischen Stators oder eines den Stator haltenden Halters in einer Winkelstellung zwischen 3 Uhr und 6 Uhr anzugreifen, und die dritte und vierte Rolle axial beabstandet zueinander dazu angeordnet sind, an der wenigstens einen Rollfläche in einer Winkelstellung zwischen 6 Uhr und 9 Uhr anzugreifen.
Es ist bevorzugt, dass das Förderband oder eine Rolleinrichtung der Imprägnieranlage benachbarte Auflageplätze für einen ersten und einen zweiten Stator aufweist, wobei zwischen den Aufnahmeplätzen eine gemeinsame Welle oder Rolle angeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, dass der erste und zweite Stator darauf aufliegen, so dass eine Drehung des einen Stators über die gemeinsame Welle oder Rolle auf den zweiten Stator übertragbar ist oder dass der erste und zweite Stator über die gemeinsame Welle oder Rolle drehend angetrieben werden.
Es ist bevorzugt, dass das Förderband zusätzlich zu dem umlaufenden Zugmittel zumindest an einem des Vorlaufbereichs und des Rücklaufbereichs ein zweites Zugmittel aufweist, das unabhängig von dem umlaufenden Zugmittel bewegbar ist und zum Antreiben einer Rotationsbewegung der Statoren oder der Rollen oder Walzen ausgebildet ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen eine Imprägnieranlage, insbesondere eine Träufelanlage, mit einem als Umlaufsystem ausgebildeten Förderprinzip.
Be einigen Ausführungsformen weist die Imprägnieranlage mehrere Anlagenbereiche oder Anlagenkomponenten auf, durch welche Statoren mittels des Förderbandes geleitet werden können.
Beispielsweise weist die z.B. als Träufelanlage ausgebildete Imprägnieranlage wenigstens einige der Anlagenkomponenten Träufeleinrichtung, Geliereinrichtung und Aushärteeinrichtung auf.
Vorzugsweise weist die Imprägnieranlage eine Handlingseinheit zum Beladen, Entladen oder Umsetzen von Statoren auf. Bei einigen Ausführungsformen ist die Handlingseinheit zum Erfassen je wenigstens eines Stators an dessen Innenumfang eingerichtet. Bei einigen Ausführungsformen ist die Handlingseinheit zum Ergreifen des wenigstens einen Halters eingerichtet.
Bei besonders bevorzugten Ausgestaltungen weist das Förderband Rolleinrichtungen auf, die zum drehenden Abstützen wenigstens einer Rollfläche an dem Stator oder dem Halter ausgebildet sind, wobei das Förderband zum Fördern der Statoren durch mehrere in Förderrichtung hintereinander angeordnete Anlagenkomponenten ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist die Imprägnieranlage eine Beladestation auf, die zum batchweisen Auflegen einer Gruppe von in den Haltern gehaltenen Statoren auf das Förderband ausgebildet ist.
Bei besonders bevorzugten Ausgestaltungen sind unterschiedliche Anlagenkomponenten oder Bereiche der Imprägnieranlage auf mehrere Ebenen verteilt, so dass ein vorlaufendes Trum des Förderbandes für den Transport der Statoren in der einen Ebene ausgebildet ist und ein rücklaufendes Trum des Förderbandes für den Transport in einer weiteren Ebene ausgebildet ist. Beispielsweise ist eines der Trume insbesondere derart ausgebildet und angeordnet, dass die Statoren (eventuell eingespannt in insbesondere als Käfige ausgebildete Halter) darauf aufliegen und das Förderband somit unterhalb der Statoren angreift, und ein das andere Trum des Förderbandes ist derart ausgebildet und angeordnet, dass das Förderband oberhalb der Statoren angreift. Vorzugsweise läuft das vorlaufende Trum in einer oberen Ebene, so dass die Statoren darauf aufliegen und drehend antreibbar sind, und das rücklaufende Trum läuft in einer unteren Ebene, ohne gesonderten Drehantrieb für die Statoren. Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Imprägnierverfahren zum Imprägnieren von Statoren in Serienfertigung unter Verwendung einer Imprägnieranlage nach einem der voranstehenden Ausgestaltungen.
Bei einigen Ausführungsformen sind die Statoren während eines Träufelns und während eines Gelierens in einer jeweiligen Halterung eingespannt.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Statoren vom Träufeln ins Gelieren mit der Transporteinrichtung/dem Fördersystem bei gleichzeitigem Aufrechterhalten der Drehung um die horizontalliegende Drehachse transportiert (keine Unterbrechung der Rotation). Bei einigen Ausführungsformen ist die eine Ebene eine Träufel- und Gelierebene, wo ein Träufeln und ein Gelieren stattfinden.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Transporteinrichtung derart ausgebildet, dass die Statoren direkt quer zur Statordrehachse der Transporteinrichtung zugeführt und von dieser entnommen werden können, um z.B. nach oben zum Träufeln und Schwenken ausgehoben zu werden.
Bei einigen Ausführungsformen ist zum Beladen und/oder Entladen an einer Beladestelle als Handlingseinheit ein Linearportal vorgesehen, mit dem wenigstens ein Stator oder vorzugsweise eine Gruppe von Statoren (Batch) quer zur Statorachse auf dem Förderband abgelegt und/oder von diesem quer zur Statorachse abgehoben werden können.
Die Statoren müssen zum Be- und Entladen nicht axial bewegt werden. Die Wickelkopfseiten sind besser zugängig.
Die Transporteinrichtung ist bei Ausführungsformen der Erfindung derart ausgebildet, dass zur Fixierung des Stators auf dem Fördersystem kein aktives Klemmen oder Betätigen erforderlich ist, d.h. keine Aktorik.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Fördersystem - die Transporteinrichtung, insbesondere für den Transport zum vom Träufeln zum Gelieren - als ein Umlaufsystem ausgebildet, welches in der Lage ist, auch die Statoren umlaufend zu transportieren.
Einer der Vorteile eines solchen Umlaufsystems ist, dass bei Ausfall oder Störung einer Komponente, z.B. falls das Beladesystem ausfällt, der Träufel- und Gelierprozess nicht unterbrochen werden muss, da die Statoren einfach im Umlauf weiter getaktet werden. Es gibt keinen Nachteil, wenn die Statoren die Anlage mehrmals durchlaufen, da in diesem Fall einfach der Träufelprozess „Trocken“, d.h. ohne Zugabe von Harz ausgeführt wird, und das nochmalige Erwärmen der Statoren zulässig ist. Bei einigen Ausführungsformen erfolgt die Rückforderung mit dem umlaufenden Förderband. Bei anderen Ausführungsformen ist ein erstes Förderband für die Förderung durch die Vorlaufbereich und ein zweites Förderband für die Förderung durch den Rücklaufbereich der Transportbahn vorgesehen.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Statoren mit der Transporteinrichtung an den ursprünglichen Beladeort zurücktransportiert, d.h. mit anderen Worten, eine Beladestation ist auch zum Entladen ausgebildet; oder Beladen und Entladen der Statoren finden am gleichen Ort statt.
Bei einigen Ausführungsformen erfolgt die Rückforderung bevorzugt in einer vertikal versetzten Ebene, an der ein weiterer Aushärteprozess in einem Ofen erfolgt (im Weiteren auch als Aushärteebene oder Rückförderungsebene benannt).
Bei einigen Ausführungsformen befindet sich einer der Umlenkbereiche, insbesondere von einer T räufel- und/oder Gelierebene zu einer Aushärte- und/oder Rückförderungsebene, ebenfalls in dem oder in einem weiteren Ofen.
Bei einigen Ausführungsformen wird während der Überführung des Stators zwischen den Ebenen auf die Drehbewegung (insbesondere aktives Antreiben eines Drehens der Statoren) verzichtet. Insbesondere ist dies dann vorgesehen, wenn die Statoren bereits angeliert sind und die Überführung in oder nach einem Aushärtebereich erfolgt.
Bei einigen Ausführungsformen wird auf die Drehbewegung (insbesondere auf aktives Antreiben eines Drehens der Statoren) in dem Rücklaufbereich, insbesondere in einer unteren Ebene - z.B. Aushärtebereich - verzichtet.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Rückforderung der Statoren im Rücklaufbereich mit dem in dem Vorlaufbereich aktiven Förderband mechanisch gekoppelt. Beispielsweise sind in dem Rücklaufbereich, wie z.B. auf der Rückförderungsebene nur entsprechende Leitelemente vorgesehen.
Bei einigen Ausführungsformen wird zum Zurückrollen der Statoren im Rücklaufbereich das in dem Vorlaufbereich aktive Förderband mit verwendet. Insbesondere werden an dem Förderband angeordnete Rollen auch zum Angreifen an den Statoren zum Rücktransport mit verwendet.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Förderband derart ausgebildet und angeordnet, dass es zumindest auch in einem der Umlenkbereiche an den Statoren angreift, so dass es - z.B. zusammen mit Leitelementen, insbesondere Leitelementen, die eine Umlenkkurve bilden - zum Umlenken mit verwendet wird. Insbesondere werden die an dem Förderband angeordneten Rollen beim Überführen zwischen Ebenen der Imprägnieranlage zum Transport verwendet.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Drehbewegung der Statoren auf einen Träufel- und Gelierbereich begrenzt. Dabei ist mit der „Drehbewegung“ insbesondere eine gesondert angetriebene Drehbewegung, also nicht nur ein Abrollen auf einer Lauffläche bei einem Weitertakten gemeint. Bevorzugte Ausführungsformen der Imprägnieranlage weisen ein Umlaufsystem auf, das eine Transporteinrichtung mit Förderband auf einer Träufel- und Gelierebene aufweist, welches dazu eingerichtet ist, die Statoren vom Träufelbereich in den Gelierbereich zu takten und dabei mindestens zwischen Träufel- und Gelierbereich um die eigene horizontalliegende Drehachse zu drehen, wobei Umlenksysteme an jedem Ende vorgesehen sind, welche dazu eingerichtet sind, die Statoren, insbesondere mittels Förderelementen der Transporteinrichtung - mehr insbesondere mittels des Förderbandes - in eine weitere Ebene zu takten, wobei eine Rückförderungsebene vorgesehen ist, wobei die Transporteinrichtung dazu eingerichtet ist, die Statoren mittels der Förderelemente - insbesondere mittels des Förderbandes - durch die Rückförderungsebene weiter zu takten, wobei die Transporteinrichtung derart ausgebildet ist, das die Statoren ohne Lösen von Klemmeinrichtungen quer zur Statorlängsachse be- und entladen werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine Träufelanlage zum Träufelimprägnieren von Statoren, umfassend mehrere Halter nach einer der voranstehenden Ausgestaltungen und wenigstens eine oder vorzugsweise mehrere Anlagenkomponente nach einer der voranstehenden Ausgestaltungen. Beispielsweise sind weist die Träufelanlage wenigstens einige der Anlagenkomponenten Träufeleinrichtung, Geliereinrichtung, Transporteinrichtung und Aushärteeinrichtung auf, die jeweils mit einer Rolleinrichtung zum Ablegen der Rollflächen des Halters darauf, versehen sind.
Vorzugsweise weist die Träufelanlage eine Handlingseinheit zum Beladen, Entladen oder Umsetzen von in den Haltern gehaltenen Statoren auf. Bei einigen Ausführungsformen ist die Handlingseinheit zum Erfassen je wenigstens eines Stators an dessen Innenumfang eingerichtet. Bei einigen Ausführungsformen ist die Handlingseinheit zum Ergreifen des wenigstens einen Halters eingerichtet ist.
Vorzugsweise weist Träufelanlage ein Förderband mit Rolleinrichtungen auf, die zum drehenden Abstützen der wenigstens einen Rollfläche des Halters ausgebildet sind, wobei das Förderband zum Fördern der in den Haltern gehaltenen Statoren durch mehrere in Förderrichtung hintereinander angeordnete Anlagenkomponenten ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist die Träufelanlage eine Beladestation auf, die zum batchweisen Auflegen einer Gruppe von in den Haltern gehaltenen Statoren auf das Förderband ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Träufelimprägnieren eines mit Wicklung versehenen Stators, umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Halters nach einer der voranstehenden Ausgestaltungen, Einspannen des Stators in die Spanneinrichtung,
Durchführen eines Träufelns und eines Gelierens an dem in dem Halter gehaltenen Stator, wobei der Halter über die wenigstens eine Rollfläche abrollt, um den Stator zu drehen. Vorzugsweise umfasst das Verfahren eine Verwendung des Halters nach einer der obigen Ausgestaltungen der Verwendung. Vorzugsweise werden bei dem Verfahren eine oder mehrere Anlagenkomponenten nach einer der voranstehenden Ausgestaltungen verwendet.
Vorzugsweise wird das Verfahren mittels einer Träufelanlage nach einer der voranstehenden Ausgestaltungen durchgeführt.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen einen Halter, eine Verwendung eines solchen Halters, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Träufeln von Statoren.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen das Vorsehen eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung zum Träufeln von Statoren,
• bei denen beim Träufelvorgang beide Wickelkopfbereiche für die Träufeldüsen frei zugänglich sind, während sich der Stator kontinuierlich um die Längsachse dreht und/oder
• bei denen das Überführen vom Träufelvorgang zum Geliervorgang ohne Unterbrechung des kontinuierlichen Drehens erfolgt und/oder
• bei denen beim Gelieren und unter Beibehaltung des kontinuierlichen Drehens der Stator nicht am Innendurchmesser aufgenommen wird, um lokale Harzanhäufungen am Innendurchmesser zu verhindern, und/oder
• die eine Lösung für das Problem bieten, dass, da das Gelieren vorwiegend in einem Ofen bei Temperaturen bis zu 200°C stattfindet und abhängig vom verwendeten Harz die Temperatur auch höher ausfallen kann, die bisherige Aktorik innerhalb des Ofens relativ teuer ist, und/oder
• bei denen die Aufnahme im Ofen verschmutzungsunempfindlich ausgeführt wird, da aufgrund der Abkühl- und Aufheizzeiten eine Reinigung immer zeitintensiv ist, und die Verfügbarkeit negativ beeinflusst, und/oder
• die auf teure und anfällige Aktorik im thermisch aushärtendem Gelierbereich (Ofen) verzichten und/oder
• bei denen bei Prozessstörungen und somit beim Auslaufen des Stators direkt betroffene Komponenten einfach entnommen und gereinigt werden können, und/oder
• bei denen der Stator nicht direkt auf dem Außendurchmesser abgerollt wird, und somit Schäden am Außendurchmesser oder Brechen von Schweißverbindungen am Stator vermieden werden, und/oder
• bei denen auch Statoren verarbeitet werden können, welche keine günstige zylindrische Außenkontur haben, d.h. lokale Erhöhungen und Vertiefungen besitzen wie Nuten, Schweißnähte, Befestigungslaschen, Orientierungsnasen etc., und/oder
• bei denen Statoren mit unterschiedlichen Längen und Durchmesser/Außenkonturen ohne Umrüstung der Vorrichtung im Ofen aufgenommen werden können und/oder
• bei denen für eine gute Ausnützung des Gelierbereichs oder/und des Träufelbereichs die Statoren sehr nahe nebeneinander platziert werden können, unter anderem auch für eine gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Statoren als Gruppe, oder auch Batch genannt, und/oder
• bei denen idealerweise die Statoren dabei quer zur Längsachse (Statorachse) angeordnet sind, um das gleichzeitige Transportieren über eines sich längs zur Drehachse der Statoren befindlichen Greifers/Transportsystems zu ermöglichen, der während des Transports vom Träufeln zum Gelieren die Statoren weiter rotiert.
Bei besonders bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung wird um den Stator eine temporäre Aufnahme (Käfig) als Halter während des Träufelns und Gelierens angebracht.
Insbesondere befindet sich der als Halter eingesetzte Käfig (Aufnahme) überwiegend am Außendurchmesser des Statorblechpakets.
Insbesondere ist die Aufnahme (der Käfig/Halter) dazu geeignet, dass sie über die Schwerkraft über eine Vorrichtung im Gelierbereich aufgenommen wird, und somit für die Aufnahme im Gelierofen keine Klemmbewegung oder fest verbauter Aktor notwendig ist.
Insbesondere ist der Käfig so gestaltet, dass er sieh konzentrisch um die Längsachse drehen kann.
Insbesondere sind der Käfig und die Geliereinrichtung so gestaltet, dass der Käfig dabei im Gelierbereich angetrieben werden kann.
Insbesondere besitzt der Halter dabei selbst keine schmutzempfindlichen Wälzlager oder dergleichen, was aufgrund der hohen Verschmutzungsgefahr wegen eines möglichen auslaufenden Stators nachteilig ist.
Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung wird dieser als Halter dienende Käfig gemeinsam mit dem Stator in den Gelierbereich mit thermischer Aushärtung platziert.
Insbesondere wird der als Halter verwendete Käfig auf mehreren Rollen oder ähnlichem im Gelierbereich abgesetzt, welche dazu in der Lage sind, den Käfig so zu führen, dass dieser eine konzentrische Drehung um die Längsachse ausführt (Rollen, Ritzel, Konturräder, Verzahnungen).
Insbesondere gibt es mindestens eine Rolle bzw. ein Element, das die Drehbewegung in den Käfig einleitet.
Insbesondere ist die Führung des Käfigs und Rotation ohne weitere zusätzliche Aktorik möglich.
Insbesondere besitzt die Drehachse des Elements im Gelierbereich zur Führung des Käfigs in einer anderen Lage als die Drehachse des Käfigs, somit dreht sich dieses Element nicht konzentrisch zum Käfig.
Insbesondere leitet das Element zum Führen und Positionieren des Käfigs im Gelierbereich gleichzeitig auch die Drehbewegung um die Längsachse in den Käfig ein. Bei einigen Ausführungsformen kann der insbesondere als Käfig ausgeführte Halter wenigstens eines oder mehrere der im Folgenden erläuterten zusätzlichen Merkmale/Verbesserungen aufweisen.
Bei derzeit bevorzugten Ausführungsformen wird der Stator im Käfig radial über die Mantelfläche gespannt. Bei einigen Ausführungsformen ergibt sich somit kein axialer Überstand vom Käfig über das Blechpaket, so dass insbesondere ein besserer Düsenzugang gegeben ist. Insbesondere lässt sich so auch der gleiche Spannkäfig für unterschiedliche Statorlängen verwenden. Das Prinzip des radialen Einspannens funktioniert bei Statoren mit zylindrischer Außenfläche (Statoren „ohne Ohren“) und bei Statoren mit Außenflächen, die von einer Zylinderform abweichen (Statoren mit Ohren, beispielsweise zum Vorsehen von Befestigungsaufnahmen).
Zumindest eine Rollfläche des Halters ist durch eine zurückgesetzte Rolle mit V-Rille ausgeführt, was Vorteile hinsichtlich der geringsten Verschmutzung bietet.
Bei anderen Ausführungsformen wird der Stator im Käfig nicht radial über die Mantelfläche gespannt, sondern axial über die Blechpaketstirnflächen durch prinzipbedingt leicht überstehende Elemente, um ein Auffächern des Blechpaketes während des Gelierprozesses zu verhindern, wobei dieses leichte axiale Überstehen noch keinen negativen Einfluss auf die Zugänglichkeit der Wickelköpfe mit den Träufeldüsen zur Folge hat.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator im Käfig radial über Kraftschluss gespannt.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator im Käfig axial über Formschluss gespannt.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator im Käfig axial über Kraftschluss gespannt.
Bei einigen Ausführungsformen erfolgt das axiale Verspannen mittels Schrauben.
Bei einigen Ausführungsformen erfolgt das axiale und/oder radiale Spannen des Blechpakets mittels Feder, um unterschiedliche BlechpaketlängenZ-durchmesser und unterschiedliche thermische Längenausdehnungen während des Prozesses kompensieren zu können.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Käfig so ausgeführt, dass der Stator axial oder radial eingesetzt werden kann, ohne die Elemente, welche später den Stator axial/radial verspannen, demontieren zu müssen.
Der Käfig weist am Außendurchmesser oder an einem von außen zugänglichen Bereich mindestens eine zylindrische Fläche zur Aufnahme im Gelierbereich auf - Rollfläche. Diese Fläche kann auch konisch oder ballig ausgeführt sein. Diese Fläche kann auch eine Verzahnung oder ein sonstiges Profil aufweisen, welche in Zusammenspiel mit einer entsprechenden Gegenkomponente eine konzentrische Drehbewegung um die Längsachse erlaubt. Bei einigen Ausführungsformen sind zylindrische oder im Wesentlichen zylindrische Flächen (Rollflächen) im vorderen Bereich und im hinteren Bereich vorhanden, die eine Aufnahme über mehrere Bereiche ermöglichen. Vorzugsweise haben diese Aufnahmeflächen (Rollflächen) den gleichen Durchmesser.
Bei einigen Ausführungsformen stellt der Käfig zwei konische Außenflächen zur Aufnahme zur Verfügung, die insbesondere spiegelbildlich angeordnet sind, um die Aufnahme in wenigstens zwei Rollen mit einer V-Nut zu ermöglichen.
Bei einigen Ausführungsformen hat der Käfig geeignete Aufnahmen am Umfang, welche für eine konzentrische Rotation des Stators um die Längsachse mit einem entsprechenden Gegenelement geeignet ist (Rolle, Ritzel, verzahnte Welle etc.).
Bei einigen Ausführungsformen sind die Enden des Käfigs so ausgeführt, dass eine radial nach innen gerichtete Überdeckung beider Stirnflächen des Statorblech paketes bevorzugt im kompletten Umfang erfolgt, und somit der äußere Bereich bzw. die äußere Ringfläche der Statorblechpaketstirnseiten abgedeckt und vor Verschmutzung geschützt sind.
Bei einigen Ausführungsformen weist der Käfig an seinen axialen Enden eine radiale Vergrößerung auf, um gegebenenfalls Harz, welches aus dem Stator beim Träufeln ausläuft, bewusst in einem bestimmten Bereich nach unten abtropfen zu lassen, bevorzugt in einem Bereich, in dem sich keine kritische Mechanik der Anlage im Gelier- oder Träufelbereich befindet, die durch das Abtropfen verschmutzt werden könnte.
Bei einigen Ausführungsformen erfolgt die Aufnahme des Stators in den Käfig axial, wobei der Käfig während des Fügevorgangs axial durch einen Aktor geöffnet wird, der Stator in einer bestimmten Winkellage in den Käfig eingeführt wird, anschließend um einen bestimmten Winkel gedreht wird, anschließend der Käfig axial geschlossen wird, und der Stator in dieser Winkellage durch temporär überdeckende Laschen am Käfig an temporär überstehenden Elementen am Blechpaket in Längsrichtung eingespannt wird. Dieses kraftbetätigende Öffnen des Käfigs kann auch durch den Stator und/oder einen Greifer direkt beim Einfädeln in den Käfig erfolgen.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Käfig so gestaltet, dass der Stator axial in einer bestimmten Winkellage in den zusammengebauten Stator eingebracht werden kann und dass dann durch eine Änderung der Winkellage um die Längsachse zwischen Stator und Käfig erreicht wird, dass der Stator an lokal radial überstehenden Elementen vom Käfig in beide axiale Richtungen formschlüssig fixiert wird (Bajonettverschluss). Vorzugsweise ist diese Fixierung idealerweise durch eine Verspannung des Käfigs bevorzugt über eine Feder zusätzlich reibschlüssig.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Käfig so gestaltet, dass beim Einfahren des Stators in den Käfig dieser gleichzeitig axial geöffnet wird, und nach einer Drehung des Stators um die Längsachse des Käfigs oder eines Drehens des Käfigs um die Längsachse des Stators dieser dann axial zwischen lokal überstehenden Elementen am Statorblechpaket gespannt wird. Bei einigen Ausführungsformen ist der Käfig mehrteilig ausgeführt, wenn es sich z.B. um ein Statorblechpaket mit zylindrischer Außenfläche handelt, oder andere Merkmale höherer Priorität hat wie:
• die Stirnflächen am Blechpaket temporär durch den Käfig bzw. Elemente am Käfig so weit wie möglich abgedeckt werden, damit eine Verschmutzung von diesem äußeren Stirnflächenbereich am Blechpaket verhindert wird, um eine zuverlässige Abdichtung nachträglicher Anbauelemente oder saubere Anschraubflächen zu ermöglichen.
• dieses temporär axial aufgebrachte Schutzelement vom Käfig zum Schutz vor Verschmutzung kann so ausgeführt sein, dass bei einem auslaufenden Stator die Rollflächen des Käfigs und die zugehörigen Roll-Gegenpartner im Gelierbereich nicht durch das Harz verschmutzt werden, sondern z.B. nach unten in eine Tropfwanne umgeleitet werden. Dies kann z.B. mit gezielten Tropfkanten an diesem Schutzelement erreicht werden.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Käfig so ausgeführt, dass er Statoren in unterschiedlichen Längen aufnehmen kann. Dies erfolgt insbesondere durch ein radiales Einspannen (ohne axiales Einspannen) oder bei einem axialen Einspannen durch Anpassung der Käfiglänge durch Federvorspannung und Längsführungen.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Käfig so gestaltet, dass ein Stator axial eingebracht und fixiert werden kann, indem temporär nach innen ragende Elemente am axialen Ende des Käfigs weggeschwenkt bzw. entfernt werden.
Bei einigen Ausführungsformen besitzt der Halter Merkmale zum direkten Greifen des insbesondere als Käfig ausgeführten Halters mittels eines Greifers zum Be- und Entladen des Gelierplatzes. Somit muss zum Umsetzen der Stator nicht zwingend mittels Innengreifer gegriffen werden (was das Risiko/den Nachteil der Verschmutzung der Greifbacken bedingt). Beispielsweise kann ein zu einem Greifer komplementäres Gegenstück an dem Halter vorgesehen sein, öder es sind Vorsprünge und/oder Ausnehmungen vorgesehen, an denen ein Greifer formschlüssig und/oder reibschlüssig angreifen kann, um den Halter samt Stator zu greifen.
Bei einigen Ausführungsformen ist der insbesondere als Käfig ausgebildete Halter so gestaltet, dass er ohne Lageorientierung drehend in eine weitere Einrichtung abgelegt werden kann.
Bei bevorzugten Ausführungsformen wird der vorzugsweise als Käfig ausgebildete Halter auch zur Lagerung im Träufelbereich verwendet.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator und/oder Käfig beim Gelieren und beim Träufeln nicht von der gleichen Dreheinrichtung aufgenommen, sondern wird zwischen Träufeln und Gelieren von einer Handlingseinheit umgesetzt.
Bei einigen Ausführungsformen werden auch im Träufelbereich Merkmale des vorzugsweise als Käfig ausgebildeten Halters verwendet - insbesondere dessen Rollfläche(n) um diesen bzw. den Stator über die gleiche oder eine weitere Führungseinrichtung um die Längsachse zu drehen, wobei die Lagerungselemente der Führungseinrichtung im Bereich zum Träufeln sich nicht konzentrisch um den Stator drehen.
Bei einigen Ausführungsformen ist der insbesondere als Käfig ausgebildete Halter im Wesentlichen rotationssymmetrisch.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Stator im Wesentlichen konzentrisch im insbesondere als Käfig ausgebildeten Halter fixiert.
Bei einigen Ausführungsformen ist der insbesondere als Käfig ausgebildete Halter dazu ausgebildet, einen Stator aufzunehmen, welcher am Außendurchmesser im Wesentlichen nicht rund ist und somit nicht geeignet ist, diesen direkt über geeignete Elemente konzentrisch um die Längsachse zu rotieren.
Bei einigen Ausführungsformen ist der insbesondere als Käfig ausgebildete Halter so ausgeführt, dass er segmentierte radiale Überstände vom Statorblechpaket aufnehmen kann und der Stator über diese regionalen radialen Überstände am Blechpaket gespannt wird. Diese radialen Überstände am Statorblechpaket sind üblicherweise Befestigungslaschen des Stators, mit welchem der Stator später in einem Gehäuse montiert wird. Bei einigen Ausführungsformen ist der Halter dazu ausgebildet, den Stator an diesen Befestigungslaschen oder segmentförmigen radialen Erhöhungen axial im Halter, insbesondere Käfig, einzuspannen. Beispielsweise erstrecken sich diese Laschen durchgehend über die komplette axiale Länge des Statorblechpaketes; für einen solchen Fall ist bei einigen Ausführungsformen vorgesehen, dass sich der Käfig zum axialen Einspannen über diese Laschen geringfügig über die axialen Enden des Blechpaketes erstreckt.
Bei einigen Ausführungsformen ist der insbesondere als Käfig ausgebildete Halter so gestaltet, dass er über eine Greifvorrichtung drehend gegriffen werden kann und ohne Unterbrechung der Rotation vom Träufel- zum Gelierplatz transportiert werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Käfig nur temporär zum Träufeln des Stators und anschließendem Gelieren/Aushärten des Stators an dem Stator ununterbrochen fixiert.
Vorzugsweise wird der Stator mindestens während des Gelierprozesses über den Käfig in Rotation zentrisch zur Längsachse angetrieben und auf Position gehalten.
Bei bevorzugten Ausgestaltungen ist im Gelierbereich einer Träufelanlage - in der Geliereinrichtung - eine Rolleinrichtung als Aufnahme für den Halter vorgesehen, auf der der Halter mit seiner Rollfläche ablegbar ist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen weist diese als Rolleinrichtung ausgebildete Aufnahme in der Geliereinrichtung eine oder mehrere der im Folgenden erläuterten Merkmale oder Verbesserungen auf. Bei einigen Ausführungsformen wird der insbesondere als Käfig ausgebildete Halter über vier Rollen aufgenommen, die sich im hinteren und vorderen Bereich befinden, dabei jeweils zwei zwischen 3 und 6 Uhr, und zwei zwischen 6 Uhr und 9 Uhr.
Bei einigen Ausführungsformen besitzt mindestens eine dieser Rollen eine Bordscheibe, d.h. eine Erhöhung des Durchmessers auf einer Seite, um eine axiale Positionierung des sich drehenden Halters/Käfigs zu ermöglichen.
Bei einigen Ausführungsformen ist für eine genaue axiale Positionierung eine Lauffläche des Halters (insbesondere des Käfigs) für die Aufnahme in eine Rolle beispielsweise mit V-Nut ausgeführt.
Bei einigen Ausführungsformen liegen bei mehreren in Längsrichtung angeordneten Rollen diese idealerweise hintereinander, um von einer gemeinsamen Welle aufgenommen zu werden.
Bei einigen Ausführungsformen haben die hintereinanderliegenden Rollen den gleichen Durchmesser, somit können diese Rollen mit einer starren Welle verbunden werden.
Bei einigen Ausführungsformen werden alle Führungsrollen aktiv angetrieben, um einen Rotationsstopp bei z.B. schwergängiger Rolle ausschließen zu können.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Wellen, auf denen sich je mind, zwei Rollen zur Aufnahme des Stators befinden, gemeinsam angetrieben, und z.B. über eine Kette miteinander verbunden.
Bei einigen Ausführungsformen sind die Wellen mit Lagerung und Ritzel so gestaltet, dass sie zur Reinigung schnell ausgebaut werden können.
Bei einigen Ausführungsformen sind die Wellen mit Lagerungen mittels Abweisscheiben so gestaltet, dass ein auslaufender Stator nur über die Wellen und nicht über die Lagerung auslaufen kann, indem die Lagerung sich jeweils axial nach vorne und nach hinten versetzt befindet.
Bei einigen Ausführungsformen befinden sich die Wellen mit Führungsrollen oberhalb des Statormittelpunkts (Statorachse), und der Stator wird mittels magnetischer Kraft (magnetische Rollen) von oben gehalten, und somit ist ein Verschmutzen der Lagerung nicht möglich.
Bei einigen Ausführungsformen befinden sich auf dem Käfig stirnseitig gezielt Leitbleche, welche im Störfall das Harz von der Rollenaufnahme wegleiten
Anstelle oder zusätzlich zum Gelierbereich kann die beschriebene als Rolleinrichtung ausgebildete Aufnahme für den Halter auch für den Träufelbereich - in der Träufeleinrichtung - eingesetzt werden, da sich die Rollen/Aufnahmen und Wellen immer unterhalb vom Mittelpunkt und im Radius immer weiter entfernt als der größte Radius im Wickelkopf befinden und somit nicht mit den Träufeldüsen kollidieren. Bei bevorzugten Ausgestaltungen kann somit vermieden werden, dass der Stator beim Träufeln, beim Umsetzen und beim Gelieren nicht im Innendurchmesser gegriffen werden muss, und somit keine Spannbacken verschmutzen, sowie keine unerwünschten Ablagerungen/Harzanhäufungen am Innendurchmesser durch die Spannbacken auftreten.
Bevorzugte Ausgestaltungen betreffen auch eine Rolleinrichtung für eine Anlagenkomponente einer Träufelanlage, welche so gestaltet ist, dass sie einen vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmetrischen Halter - insbesondere ausgebildet als Käfig - mit einem im Wesentlich konzentrisch eingespannten Stator, wobei der Käfig sich am äußeren Umfang des Statorblechpaketes befindet und dieser Käfig nicht oder nur geringfügig zur Aufnahme axial länger ist als das Statorblechpaket, so aufnehmen und um die Längsachse symmetrisch drehen kann, und gleichzeitig nur lokal einen größeren Radius um die Drehachse besitzt als der Käfig oder der Stator selbst.
Bei einigen Ausführungsformen dreht sich dieses Segment zur Aufnahme des insbesondere als Käfig ausgebildeten Halters in der Rolleinrichtung, welche sich radial größer erstreckt als der Käfig oder der Stator selbst, beim Rotieren nicht mit und befindet sich somit während des Drehens des Stators an der gleichen Stelle.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Rolleinrichtung nur einen Aktor für das Drehen des Stators auf, und keinen Aktor zum aktiven Spannen bzw. Fixieren des Halters/Käfigs bzw. des Stators.
Bei einigen Ausführungsformen besitzt die Rolleinrichtung bevorzugt selbst drehende oder sich bewegende Teile, welche einen im Wesentlich rotationssymmetrischen Käfig konzentrisch drehen und positionieren können.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Rolleinrichtung so ausgeführt, dass ein rotationssymmetrischer Käfig ohne Lageorientierung übergeben werden kann, und z.B. beim Aufnehmen keine Verzahnung etc. gezielt ineinandergreifen muss. Vorteilhaft sind auch keine Klauenkupplungen, Dreibackenfutter etc vorgesehen, die eine entsprechende Lageorientierung benötigen.
Bei einigen Ausführungsformen der Rolleinrichtung haben diese Rollen eine zylindrische, ballige, oder konische Außenfläche.
Bei einigen Ausführungsformen haben diese Rollen eine bestimmte Kontur, welche in Verbindung mit einer entsprechenden Negativkontur im Käfig eine konzentrische Drehung um die Längsachse ermöglichen (Ritzel, Verzahnung, Riemen).
Bei einigen Ausführungsformen sind diese Elemente bevorzugt in der unteren Hälfte vom Drehmittelpunkt angebracht sind, um somit zur Fixierung des Käfigs auf den Rollen die Erdanziehungskraft mit zu verwenden. Bei einigen Ausführungsformen können die Elemente auch oberhalb vom Drehmittelpunkt angebracht werden, und eine Verbindung zu den Elementen kann zum Beispiel mittels eines Magnets hergestellt werden.
Bei einigen Ausführungsformen nimmt die Rolleinrichtung den insbesondere als Käfig ausgebildeten Halter bevorzugt über Rollen auf, wobei jeweils zwei Rollen im linken und zwei Rollen im rechten unteren Bereich angeordnet sind, und jeweils auf einer gemeinsamen Welle sitzen.
Bei einigen Ausführungsformen werden die linke und rechte Welle über eine gemeinsame Kette angetrieben.
Bei einigen Ausführungsformen sind über die Kette mehrere Wellen zur Aufnahme mehrerer insbesondere als Käfige ausgebildeter Halter angetrieben.
Bei einigen Ausführungsformen übernimmt eine Welle mit mindestens einer Rolle gleichzeitig die Führung/Aufnahme eines links und eines rechts angeordneten insbesondere als Käfig ausgebildeten Halters.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Rolleinrichtung dafür ausgelegt, mehrere Käfige gleichzeitig aufzunehmen.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Rolleinrichtung als Umlaufsystem mit Kette ausgeführt, insbesondere derart, dass der Stator/Halter (Käfig) in einem Bereich drehend zwischen Träufel- und Gelierplatz abgelegt werden kann und im anderen Bereich stehend, bzw. nicht aktiv rotierend, zurücklaufen kann.
Bei einigen Ausführungsformen werden der Halter (Käfig) und der Stator ab Start Träufeln bis Ende Gelieren kontinuierlich ohne Unterbrechung um die Längsachse gedreht.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Anlagenkomponente so ausgeführt, dass der Stator/Käfig rein radial beladen werden kann. Die Statoren können rein durch Bewegung quer zur Statorachse in die Anlagenkomponente geladen werden, insbesondere auf einer Rolleinrichtung abgelegt werden.
Vorteilhaft muss der Stator/Käfig nicht fest an das Umlaufsystem gespannt werden, sondern wird über wie bereits beschrieben drehbare Rollen/Walzen transportiert.
Vorzugsweise kann der insbesondere als Käfig ausgebildete Halter mit einer anhebbaren Aufnahme, bevorzugt als Rolleinrichtung ausgebildet und mehr bevorzugt aus Rollen/Walzen bestehend, von unten ausgehoben werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann diese anhebbare Aufnahme jeweils zwischen den Rollen/Walzen einer Rolleinrichtung einer Transporteinrichtung oder einer sonstigen Anlagenkomponente einfahren. Bei einigen Ausführungsformen ist diese anhebbare Aufnahme dazu ausgebildet, den insbesondere als Käfig ausgebildeten Halter sowohl drehend oder aber auch nicht drehend auszuheben und wieder abzulegen.
Bei einigen Ausführungsformen ist die anhebbare Aufnahme der Träufeleinrichtung zugeordnet. Vorzugsweise ist an der anhebbaren Aufnahme die Drehachse des Halters/Käfigs bzw. des Stators dabei überwiegend horizontal, mit gegbenenfalls gewollten leichten Neigungen der Rollen/Walzen während des Träufelns.
Einige Ausführungsformen betreffen auch eine Träufelanlage mit zugehörigem Verfahren, welche einen - in einer Träufeleinrichtung angeordneten - Träufelbereich, einen - in einer Geliereinrichtung angeordneten - Gelierbereich und eine Transporteinrichtung besitzt, wobei die Träufeleinrichtung dazu ausgeführt ist, bei einem Stator auf beiden axialen Enden die Wickelköpfe mit flüssigem Harz zu beträufeln, während sich dieser um die eigene Achse dreht. Insbesondere wird während dem Träufelprozesses der Stator nicht am Innendurchmesser gespannt, um eine Verschmutzung der Backen und Harzanhäufungen im Innendurchmesser zu vermeiden. Insbesondere wird der Stator über die Transporteinrichtung vom Träufelbereich in den Gelierbereich transportiert, wobei der Stator während dem Transport vom Träufelbereich zum Gelierbereich ohne Unterbrechung eine Drehung um die eigene Achse durchführt, wobei der Stator im Gelierbereich weiter um seine Achse gedreht wird, bis das Harz angeliert ist, und wobei während des rotierenden Angeliervorgangs im Gelierbereich bereits ein weiterer Stator im Träufelbereich geträufelt werden kann, wobei für jeden Stator von „Start Träufeln“ bis „Ende Gelieren“ die Rotation nie unterbrochen wird, und sich der Träufelbereich und Gelierbereich an örtlich unterschiedlichen Positionen befindet.
Das „Ende Gelieren“ ist dabei so definiert, dass das ursprünglich flüssige Harz entsprechend stark angeliert bzw. ausgehärtet ist bzw. die Viskosität so hoch geworden ist, dass für den weiteren Aushärteprozess auf das Drehen um die Längsachse verzichtet werden kann.
Im Folgenden werden bevorzugte Merkmale und Vorzüge des Gelierbereichs bei einigen bevorzugten Ausführungsformen erläutert.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Gelierplatz ein Konvektionsofen. Bei einigen Ausführungsformen besitzt der Gelierplatz eine Induktionsspule. Bei einigen Ausführungsformen ist der Gelierplatz ortsgebunden, d.h. der Stator wird zum Gelierplatz transportiert, und das Gelieren wird nicht am gleichen Platz wie das Träufeln durchgeführt. Bei einigen Ausführungsformen ist der Gelierplatz als Durchlaufofen konzipiert, und der Stator wird durchgetaktet. Bei einigen Ausführungsformen erfolgt das Gelieren bzw. die Aushärtung über Temperatur. Bei einigen Ausführungsformen erfolgt das Gelieren bzw. die Aushärtung über Zeit, z.B. bei 2-komponentigen Harzen. Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator im Gelierbereich auch nicht über den Innendurchmesser aufgespannt. Im Folgenden werden einige Merkmale und Vorzüge bevorzugter Ausführungsformen der Träufelanlage gemäß bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator nach dem Angelieren weiter ausgehärtet. Bei einigen Ausführungsformen wird im Aushärtebereich auf die Rotation verzichtet. Bei einigen Ausführungsformen beinhaltet die Träufelanlage zusätzlich gleich den Aushärteprozess über Temperatur. Bei einigen Ausführungsformen hat die Träufelanlage zusätzlich einen vorgelagerten Vorwärmprozess - Vorwärmeinrichtung - zum Vorwärmen der Statoren, wobei weiter vorzugsweise diese Vorwärmung über Konvektion oder auch über Induktion erfolgt.
Im Folgenden werden einige Merkmale und Vorzüge bevorzugter Ausführungsformen der Transporteinrichtung gemäß bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Transporteinrichtung einen Greifer auf, mit dem der Stator für den Transport innen gegriffen wird. Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator für den Transport mit einem Greifer nicht innen gegriffen, sondern an der Außenfläche. Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator für den Transport nicht direkt gegriffen, sondern es wird ein temporär montierter Halter für den Transport gegriffen, insbesondere der Halter mit der Rollfläche und mehr insbesondere ausgebildet als Käfig. Bei einigen Ausführungsformen ist der Greifer für den Transport so gestaltet, dass nur der Stator, oder die Anordnung aus Stator und Käfig, oder auch nur der Käfig alleine gegriffen und transportiert werden kann. Bei einigen Ausführungsformen ist der Greifer für den Stator so gestaltet, dass er den Stator auch aus dem Halter bzw. Käfig entnehmen kann; wobei dies bevorzugt nach dem Gelieren oder später erfolgt, oder auch zum Einbringen des Stators in den Halter bzw. Käfig mindestens vor dem Träufeln. Bei einigen Ausführungsformen ist der Greifer zum Einbringen des Stators in den insbesondere als Käfig ausgebildeten Halter oder zur Entnahme des Stators aus dem insbesondere als Käfig ausgebildeten Halter so ausgebildet, dass der Stator relativ zum Käfig verdreht werden kann (Bajonettverschluss). Bei einigen Ausführungsformen ist der Greifer so ausgebildet, dass ein zum radialen Einspannen ausgebildeter Käfig als Halter axial über den Stator schiebbar ist. Bei einigen Ausführungsformen ist der Greifer bzw. das Greifsystem über einen Roboter oder über ein Linearportal bewegbar. Bei einigen Ausführungsformen weist die Transporteinrichtung als Transportsystem ein Förderband auf, welches den Stator rotierend weiter transportiert. Bei einigen Ausführungsformen weist das Förderband eine temperaturbeständige Ausführung auf. Insbesondere ist das Förderband dazu eingerichtet, die Bauteile direkt durch den Ofen zu fördern, z.B. mit einer Kette. Bei einigen Ausführungsformen ist die Transporteinrichtung dazu eingerichtet, zum Befördern des Bauteils dieses auf der Außenseite auf dem Förderband auf Elementen abzulegen, welches das Bauteil während des Transports weiter drehen können, z.B. auf Rollen. Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator entweder direkt über seine zylindrische Außenfläche auf dem Förderband geführt und gedreht, oder es wird indirekt ein als Halter montierter Käfig am Stator über eine Außenfläche auf dem Förderband geführt und gedreht. Bei einigen Ausführungsformen wird die Drehbewegung dabei direkt durch Drehen der Auflagerollen in das Bauteil übertragen. Bei einigen Ausführungsformen wird die Drehbewegung über ein montiertes Ritzel am Bauteil und/oder einer weiteren Förderkette in das Bauteil eingeleitet. Im Folgenden werden bevorzugte Merkmale und Vorzüge des Träufelbereichs oder der Träufeleinrichtung bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator direkt an der Außenmantelfläche oder über den Außendurchmesser einer im Vorfeld montierten Werkstückaufnahme - Halter - , vorzugsweise als Käfig ausgeführt, aufgenommen.
Bei einigen Ausführungsformen ist eine Aufnahme für den Stator im Träufelbereich so gestaltet, dass der Stator direkt oder ein im Vorfeld in einem Käfig montierter Stator so aufgenommen werden kann, dass die zugehörige Klemmmechanik bzw. Aufnahmemechanik oder auch Aktorik nicht mitrotiert. Bei einigen Ausführungsformen erfolgt die Aufnahme des Stators in dem Träufelbereich über einen im Vorfeld montierten Käfig, welcher nicht fest mit der Aufnahme für den Stator im Träufelbereich verbunden ist. Damit lässt sich der Käfig mit dem Stator dem Träufelbereich zuführen und z.B. für Reinigungszwecke entnehmen. Der Käfig bzw. die werkstückberührenden Teile können in einem separaten Bereich taktzeitparallel gesäubert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Stator im Träufelbereich zusätzlich um die Querachse in mindestens einer Richtung oder sogar in beide Richtungen geschwenkt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Stator im Träufelbereich an beiden Wickelköpfen innen und außen geträufelt werden. Bei einigen Ausführungsformen sind eine Träufeldüse und die zugehörigen Achsen (im Sinne von Bewegungsaktoren) so konzipiert, dass die Düse auf beiden Seiten des Stators die Wickelköpfe beträufeln kann. Bei einigen Ausführungsformen sind alle Träufeldüsen und die zugehörigen Achsen so konzipiert, dass alle Düsen auf beiden Seiten den Wickelkopf beträufeln können. Bei einigen Ausführungsformen erfolgt die Aufnahme des Stators im Träufelbereich über den runden Außendurchmesser des Stators oder über den Außendurchmesser des montierten Käfigs. Bei einigen Ausführungsformen ist eine insbesondere als Rolleinrichtung ausgebildete Aufnahme für den Stator im Träufelbereich so gestaltet, dass der Käfig im Träufelbereich auf unterhalb der Mitte angeordnete Rollen abgerollt wird, und überwiegend per Schwerkraft auf diesen Rollen aufliegt. Bei einigen Ausführungsformen ist die Aufnahme so gestaltet, dass der Käfig über die Rollen angetrieben wird, auf denen der Käfig oder der Stator aufliegt. Bei einigen Ausführungsformen ist die Aufnahme so gestaltet, dass der Käfig im Träufelbereich auf oberhalb der Mitte angeordnete Rollen abgerollt wird, und durch eine zusätzliche Kraft, wie z.B. über einen Magnet im oberen Bereich, entgegen der Schwerkraft an die Rollen angedrückt wird. Bei einigen Ausführungsformen erfolgt die Einleitung der Rotation des Stators beim Träufeln über die Rollen. Bei einigen Ausführungsformen erfolgt die Einleitung der Rotation des Stators über ein zusätzliches Antriebselement - insbesondere (Endlos-)Zugmittel wie Riemen oder Kette oder Seil -, welches in einem gewissen Winkelbereich den Käfig oder Stator an einer äußeren Fläche umschlingt, und somit über Reibschluss oder auch Formschluss die notwendige Kraft zum Drehen überträgt. Bei einigen Ausführungsformen wird beim Träufeln der Stator von dem Transportsystem abgehoben, um zwischen Stator und Transportsystem eine temporäre Auffangwanne für eventuelles Abtropfen des Harzes vorzusehen und somit Verschmutzung des Transportsystems zu vermeiden.
Im Folgenden werden besondere Merkmale oder Vorzüge des bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung handzuhabenden Stators - insbesondere dessen mögliche Designs - näher erläutert. Bei einigen Ausführungsformen kann der Stator auf der Blechpaketaußenfläche im Wesentlichen rund sein, und wird direkt über diesen Außendurchmesser im Träufelbereich und/oder Gelierbereich aufgenommen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Stator auf der Blechpaketaußenfläche erhabene Bereiche aufweisen, welche für eine axiale Aufnahme in einem Spannkäfig geeignet sind, indem über diese radial abstehende Bereiche der Stator axial in den Käfig eingespannt wird, wobei weiter vorzugsweise der Käfig so gestaltet ist, dass zum Fügen des Stator in den Käfig dieser nur entgegen einer Federkraft geöffnet werden muss. Bei einigen Ausführungsformen kann der Stator radial in dem Halter bzw. Käfig gespannt sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der Stator axial über die Stirnflächen in dem Halter bzw. Käfig gespannt sein.
Mit Hilfe von einigen besonders bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung ist es möglich, auf das Innenspannen zu verzichten, und somit inakzeptable Harzanhäufungen am Innendurchmesser zu verhindern. Gleichzeitig ist eine kostengünstige großvolumige Anlagentechnik möglich, da der Stator zwischen Träufel- und Gelierplatz umgeschichtet werden kann, und somit bereits der nächste Stator geträufelt werden kann, während der erste Stator noch geliert wird. Zusätzlich können Statoren mit unterschiedlichem Außendesign in der gleichen Anlage produziert werden, auch ein Aufsynchronisieren beim Versetzen des Stators vom Träufel- in den Gelierbereich ist nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil ist der modulare Aufbau durch das Umsetzen des Stators, da eine Störung bei einem getakteten System (z.B. Kettenband) direkt zu einem Ausfall der kompletten Anlage führt, wodurch bei einem modularen System mittels Umsetzen mit Greifer hier eine reduzierte Produktion aufrecht erhalten werden kann. Ein weiterer Vorteil bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung ist die kostengünstige und robuste Lagerung bzw. Aufnahme im Träufeln und Gelierbereich. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen im Gelierbereich - wo ein Auslaufen des Stators möglich ist - eine robuste harzunempfindliche Konstruktion. Insbesondere werden notwendige eng tolerierte Führungen und schlecht abdichtbare Führungen wie Längsführungen in Dreibackenfutter vermieden. Bevorzugte Ausgestaltungen ermöglichen auch einen Verzicht auf eine zusätzliche Betätigungsaktorik.
Ein in einer Kette fest installiertes Dreibackenfutter ist nur zeitintensiv auszutauschen, da dies ein schweres Bauteil ist, welches zuerst abgekühlt werden muss, und oftmals in großen Höhen montiert und schlecht zugänglich ist. Hingegen sind Wellen, auf den der Stator abgelegt wird und z.B. über ein Ritzel angetrieben werden, sehr schnell aufgrund geringem Gewicht und ohne Aktorik austauschbar, bei Bedarf auch ohne Abkühlung des Bauteils.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen an einer Innenspanneinheit gehaltenen Stator zur Erläuterung eines Träufelimprägnierens;
Fig. 2 ein vergrößertes Detail von Fig. 1 ; Fig. 3 eine axiale Draufsicht auf einen sich in einem Träufelbereich einer Träufelanlage befindlichen Stator zur Verdeutlichung der idealen Positionierung von Träufeldüsen bei einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Träufelimprägnierung;
Fig. 4 den Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 4 zur Verdeutlichung der idealen Position von Träufeldüsen;
Fig. 5 ein vergrößertes Detail von Fig. 4;
Fig. 6 einen Schnitt entlang einer axialen Ebene durch einen sich in einem geschwenkten Zustand befindlichen Stator in einem Träufelbereich bei einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Träufelimprägnierung;
Fig. 7 eine Seitenansicht auf den Stator in der Situation von Fig. 6;
Fig. 8a, 8b Ansichten wie in Fig. 6, wobei das Träufeln mit zwei Träufeldüsen in beiden Schwenkrichtungen dargestellt ist;
Fig. 9 eine schematische Vorderansicht als Übersichtsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Träufelanlage mit mehreren Anlagenkomponenten einschließlich einer als Umlaufsystem ausgebildeten Fördereinheit einer Transporteinrichtung;
Fig. 10 eine Draufsicht auf die Fördereinheit der Transporteinrichtung der Träufelanlage von oben in Fig. 9;
Fig .11 die Vorderansicht der Träufelanlage von Fig. 9, wobei zusätzlich ein Ofen und unterschiedliche Funktionsbereiche davon dargestellt ist;
Fig. 12 eine Seitenansicht von rechts in Fig. 9 auf einen Stator, der in einem Halter gemäß einer ersten Ausführungsform gehalten und auf der Transporteinrichtung transportiert wird, zusammen mit einer Rolleinrichtung einer Anlagenkomponente, worauf der Halter abgelegt ist;
Fig. 13 eine Vorderansicht auf die in Fig. 12 gezeigte Anordnung von links in Fig. 12 gesehen;
Fig. 14a-14c Seitenansichten einer Anordnung von zwei benachbarten Haltern mit Stator auf der Rolleinrichtung gemäß Fig. 12 und 13 zusammen mit einer als Aushebeeinrichtung ausgebildeten Rolleinrichtung einer weiteren Anlagenkomponente, insbesondere einer Träufeleinrichtung, bei unterschiedlichen Stadien eines Aushebens der Halter mit Statoren; Fig. 15a-15c die Situationen der Fig. 14a-14c in Vorderansicht jeweils von links in Fig. 14 bis 14c gesehen;
Fig. 16a-16c Seitenansichten wie in Fig. 14a-14c, wobei drei auf die Situation von Fig. be folgende Stadien bei einem Träufeln der Statoren dargestellt sind, die mit der als Aushebeeinrichtung ausgebildeten Rolleinrichtung an einem Träufelbereich der Träufelanlage ausgehoben und zum Träufeln verschwenkt werden;
Fig. 17 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Fördereinheit der Transporteinrichtung während vier aufeinanderfolgender Stadien, die untereinander dargestellt sind;
Fig. 18 eine Vorderansicht auf eine weitere Ausführungsform der Träufelanlage mit einerweiteren Ausführungsform der Transporteinrichtung;
Fig. 19a-19f Vorderansichten eines Bereichs einerweiteren Ausführungsform der Träufelanlage mit als Aushebeeinrichtung ausgebildeter Rolleinrichtung an dem Träufelbereich während sechs aufeinanderfolgenden Stadien des Verfahrens;
Fig. 20 das Detail XX aus Fig. 19c;
Fig. 21 eine Schnittdarstellung durch eine konkrete Ausführungsform einer Träufelanlage;
Fig. 22 eine Draufsicht der Träufelanlage von Fig. 21 ;
Fig. 23 eine perspektivische isometrische Ansicht der Träufelanlage von Fig. 21 und 22;
Fig. 24 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines insbesondere als Käfig ausgebildeten Halters;
Fig. 25 eine schematische Seitenansicht des Halters von Fig. 24 mit eingespanntem Stator;
Fig. 26 eine perspektivische Ansicht einer Variante der ersten Ausführungsform des Halters;
Fig. 27 eine schematische Seitenansicht des Halters von Fig. 26 mit eingespanntem Stator;
Fig. 28 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Halters;
Fig. 29 eine perspektivische Ansicht des Halters von Fig. 28,
Fig. 30 eine Seitenansicht des Halters von Fig. 28, wobei ein kürzerer Stator eingespannt ist; Fig. 31 eine Seitenansicht des Halters von Fig. 28, wobei ein längerer Stator eingespannt ist;
Fig. 32 eine perspektivische Ansicht eines Halters gemäß einerweiteren Ausführungsform;
Fig. 33a bis 33c Ansichten einer Montage eines Stators in einen Halter gemäß einer der Ausführungsformen der Fig. 24 bis 32;
Fig. 34 eine perspektivische Ansicht einer derzeit bevorzugten weiteren Ausführungsform des Halters, wobei ein darin beispielsweise eingespannter Stator mit gestrichelten Linien angedeutet ist;
Fig. 35 eine Seitenansicht des Halters von Fig. 34 mit angedeutetem Stator zusammen mit einer dazu passenden Ausführungsform der Rolleinrichtung von einer der Anlagenkomponenten der Träufelanlage;
Fig. 36a bis 36d perspektivische Ansichten einerweitere Ausführungsform einer Träufelanlage während unterschiedlicher Stadien des damit durchführbaren Verfahrens zur Träufelimprägnierung;
Fig. 37 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Rolleinrichtung einer Anlagenkomponente der Träufelanlage von Fig. 36a-36d;
Fig. 38 eine Draufsicht auf die Rolleinrichtung von Fig. 37; und
Fig. 39a und 39b Seitenansichten der Rolleinrichtung in unterschiedlichen Schwenklagen.
Im Folgenden werden zunächst anhand der Fig. 1 bis 8b vorteilhafte Maßnahmen für eine Träufelimprägnierung von Statoren 10 erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Stator 10, der an einer Innenspanneinheit 12 eingespannt ist. Der Stator 10 weist ein Blechpaket 14 mit einer Reihe von nach sich nach innen öffnenden Nuten 16 auf, in denen Drähte einer Spulenwicklung 18 eingefügt sind. Wie man Fig. 2 entnehmen kann, die ein vergrößertes Detail von Fig. 1 darstellt, sind die Drähte in der jeweiligen Nut 16 mit einer Isolierung - z.B. Isolationspapier 20 - umgeben.
Beim Herstellen von Statoren 10, insbesondere bei Statoren 10 für einen Traktionsantrieb, ist es - siehe die eingangs genannten Literaturstellen - unter anderem auch üblich, dass eine Wicklung 18 des Stators 10 mit einem Harz getränkt wird. Üblich sind hier über Temperatur aushärtende Harze, oder auch zweikomponentige Harze. Übliche sind Polyesterharze, Polyersterimidharze oder Epoxidharze. Das Aufbringen der Harze auf bzw. in die Wicklung 18 im Stator kann durch das Tauchverfahren, Rollverfahren oder auch Träufelverfahren erfolgen. Die Statoren 10 können hierbei durch unterschiedlichste Wicklungsverfahren entstehen, insbesondere ist die Wicklung 18 eine Flachdrahtwicklung, auch Hairpin- oder Wellenwicklung genannt, oder eine Runddrahtwicklung wie sie z.B. in der Einzugstechnik üblich ist. Zwischen der Wicklung 18 und dem Blechpaket 14 befindet sich bei den Statoren von 48V bis über 1000V üblicherweise eine zusätzliche Isolation, oftmals als Isolationspapier 20 ausgeführt.
Bei Innenläufermaschinen und deren Statoren 10, in welche die Wicklung 18 üblicherweise mit nach innen offenen Nuten 16 eingebracht ist, hat das Träufelverfahren gegenüber den anderen Verfahren den wesentlichen Vorteil, dass eine Verschmutzung des Außendurchmessers oder der Stirnseiten vermieden werden kann, und somit auf ein aufwendiges Nachreinigen dieser Flächen verzichtet werden kann.
Eine Verschmutzung des Außendurchmessers sowie der Stirnflächen 30 kann kritisch sein, da oftmals der Außendurchmesser als Funktionsfläche dient. Z.B. wird der Stator 10 im weiteren Montageverlauf oftmals in ein Gehäuse eingeschrumpft. An den Stirnflächen 30 ist eine Verschmutzung unerwünscht, da die Statoren 10 meist axial an ein Gehäuse angeschraubt werden, oder auf diese Stirnflächen 30 zusätzliche Funktionsteile wie z.B. Elemente zum Kühlen des Stators 10 angebracht werden, und somit eine verschmutzte Fläche zu Funktionsstörungen wie Undichtigkeiten führen kann.
Auch am Innendurchmesser ist kein Schichtaufbau erwünscht, da der innenliegende Rotor bei solchen Innenläufern oftmals mit sehr geringem Spalt zum Stator 10 ausgeführt ist, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen.
Ist, wie erwähnt, eine Verschmutzung vom Außendurchmesser, vom Innendurchmesser wie auch der Stirnflächen 30 unerwünscht, aber trotzdem eine Harzimprägnierung der Wicklung 18 erforderlich, hat das Träufelverfahren den erwähnten Vorteil gegenüber den anderen Verfahren.
Bei Statoren 10 mit hohem Wirkungsgrad und/oder hohen Leistungen und/oder hohen Schwingungen im Betrieb kann auf die Imprägnierung der Wicklung 18 nicht verzichtet werden. Bei der Imprägnierung werden die Zwischenräume in den Nuten 16, welche prozessbedingt zwischen Wicklung 18, gegebenenfalls Nutisolation - z.B. Isolationspapier 20 -, und Blechpaket 14 vorhanden sind, mit Harz ausgegossen. Dieser zusätzliche oft unerlässliche Schritt verbessert z.B. die thermische Leitfähigkeit zwischen Wicklung 18 und Blechpaket 14, wodurch die Wärmeableitung verbessert und dadurch das Aggregat leistungsfähiger wird. Ein weiterer Vorteil der Imprägnierung ist die Fixierung der Wicklung 18, um bei Schwingungen eine Relativbewegung der Wicklung 18 zum Blechpaket 14 und somit Beschädigungen der Isolation der Wicklung 18 zu vermeiden. Noch ein Vorteil ist die zusätzliche Isolation der Wicklung 18 durch das Harz, was höhere Spannungen in der Wicklung 18 zulässt, die das Aggregat leistungsfähiger machen.
Generell kann gesagt werden, dass für elektrische Antriebe oder Generatoren mit hohen Leistungen und Wirkungsgraden eine Imprägnierung der Wicklung 18 sehr viele Vorteile bringt. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn eine Verschmutzung von Innen- wie Außendurchmesser und auch Stirnflächen des Blechpakets 14 möglichst vermieden werden. Fig. 3 und 4 zeigen besonders gut geeignete Positionen von Träufeldüsen 22a-22d bei einer Träufelimprägnierung gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen eines Träufelverfahrens sowie einer Träufeleinrichtung 24, die Teil einer Träufelanlage 26 sein kann.
Bei dem Träufelverfahren wird das Harz in der Regel auf die überstehende Wicklung 18 geträufelt, und das Harz läuft, unterstützt durch die Kapillarwirkung, in die Nuten 16 des Stators 10, gleichzeitig wird der Stator 10 kontinuierlich um eine Drehachse gedreht, die in der Regel mit der Statorachse (Statorlängsachse, definiert die spätere Drehachse der mit dem Stator versehenen elektrischen Maschine) zusammenfällt.
Beim Träufelverfahren wird in der Regel vor dem Aufbringen des Harzes der Stator 10 auf eine Temperatur erwärmt, die normalerweise geringer als die Aushärtetemperatur des Harzes ist, üblicherweise zwischen 100-130°C, abhängig vom Harz. Bei einigen Ausführungsformen weisen die für die Statoren 10 verwendeten Imprägnierharze bei etwas höheren Temperaturen eine wesentlich geringere Viskosität auf, dadurch wird die Kapillarwirkung des Harzes während des Träufelvorgangs verbessert.
Die maximal mögliche Dosiergeschwindigkeit hängt vom Statordesign ab, d.h. es sollte nur so viel dosiert werden, wie aufgrund der Kapillarwirkung zu diesem Zeitpunkt in die Nuten 16 einzieht. Ist die Dosiermenge zu hoch, fließt Harz auch auf die Stirnflächen des Stators 10, was unerwünscht ist.
Daher kann solch ein Träufelvorgang mehrere Minuten dauern, abhängig von Statordesign und Statorgröße.
Bei den erwähnten höheren Temperaturen für die dadurch verbesserte Kapillarwirkung beginnt jedoch das Harz nach einer gewissen Zeit zu gelieren, d.h. auszuhärten, daher sollte der Träufelvorgang nicht zu lange dauern. Daher wird üblicherweise auf beiden Enden der Wicklung 18, auch Wickelkopf 28 genannt, mit einer Dosiernadel - Beispiel für Träufeldüse 22a-22d - Harz auf die Wicklung 18 dosiert, so dass von beiden Seiten des Stators 10 gleichzeitig Harz in die Nuten 16 einziehen kann. Zur Reduzierung der Prozesszeit kann es auch von Vorteil sein, das Harz auf den Wickelkopf 28 mit mehreren Dosiernadeln aufzubringen.
Bei bestimmten Statordesigns, wie z.B. bei nach innen geschlossener Nutisolation, kann es bei einem gleichzeitigen Träufeln von beiden Statorseiten allerdings zu unerwünschten Lufteinschlüssen kommen. In solchen Fällen ist ein Träufeln von einer Seite zu bevorzugen, insbesondere in Kombination eines leichten Schwenkens der Drehachse des Stators 10 zur Horizontalen zur Unterstützung des Einziehens des Harzes aufgrund der Schwerkraft.
Dieses Schwenken des Stators 10 sollte jedoch nur temporär erfolgen, da sonst aufgrund der Schwerkraft das Harz auf der anderen Seite wieder aus der Nut 16 herausläuft, anschließend sollte die Drehachse des Stators 10 wieder in die Horizontale gebracht werden. Einige beispielhafte Schwenklagen des Stators 10 sind in den Fig. 6, 7, 8a und 8b dargestellt. Bei größeren Statoren 10 - und somit größerer Nuttiefe im Blechpaket 14 - ist es oft vorteilhaft, dass das Harz nicht nur auf den Außendurchmesser am Wickelkopf 28 nahe des Blechpakets 14 aufgebracht wird, sondern auch auf der Innenseite des Blechpakets (siehe Fig. 4, 6, 7, 8a, 8b).
Dieser Effekt ist besonders bei Statoren mit Flachdrahtwicklung vorhanden, wenn der Flachdraht der Wicklung 18 die ganze Nutbreite ausfüllt, d.h. der Flachdraht nahezu die Nutbreite hat, und somit ein Harzfluss quer zur Drahtrichtung behindert. Es sei hier erwähnt, dass bei Statoren 10 mit hohem Wirkungsgrad generell versucht wird, den Kupferfüllgrad in den Nuten 16 so hoch wie möglich zu gestalten. Bei Wicklungen 18 mit Runddraht gibt es genügend Hohlräume in der Nut 16, damit sich das Harz in alle Richtungen ausbreiten kann. Bei Wicklungen 18 mit Flachdraht, wo üblicherweise alle Flachdrähte axial ausgerichtet sind, und im Idealfall in der Breite wie in der Höhe die Nut 16 komplett ausfüllen, verbleiben im Prinzip nur toleranzbedingte Spalte zwischen den Leitern und dem Bereich der Eckradien der Leiter. Bei solchen Statoren 10 kann über die Spalte aufgrund der Leitereckradien das Harz in Längsrichtung in das Innere des Stators 10 laufen, jedoch ist ein Querfluss des Harzes stark eingeschränkt.
Somit ist es, insbesondere bei Statoren 10 mit Flachdrahtwicklung, oft vorteilhaft, dass auf einer Seite des Stators 10 am Außendurchmesser und am Innendurchmesser geträufelt wird. Dies kann z.B. durch eine erste und eine zweite Träufeldüse 22a, 22b gleichzeitig erfolgen, oder durch eine einzelne verfahrbare Träufeldüse 22a, die abwechselnd am Außen- und Innendurchmesser träufelt.
Je nach Statordesign kann es vorteilhaft sein, dass sogar auf beiden Seiten des Stators 10 jeweils am Innen-, wie auch am Außendurchmesser geträufelt wird.
Bei der Positionierung der Dosiernadel ist darauf zu achten, dass das Harz beim Dosieren möglichst nicht auf die Stirnseite des Blechpaketes 14 spritzt, welches z.B. bei kleinen Lufteinschlüssen im Harz erfolgen kann. Daher wird im Idealfall die Dosiernadel nicht gegen das Blechpaket 14 gerichtet, sondern so weit möglich parallel zur Blechpaket-Stirnfläche 30, also möglichst radial und somit rechtwinklig zur Wicklung 18.
Um einen möglichst hohen Harz-Füllgrad ohne ein Abtropfen eines Harzes vom Wickelkopf 28 zu erreichen, sollte das Harz möglichst nahe an die Nutöffnung dosiert werden, d.h. in nur sehr geringem Abstand zum Blechpaket 14.
Hier erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Harz, welches die Zwischenräume der Wicklung 18 und der Nutisolation - z.B. Isolationspapier 20 - füllen soll, direkt vor die Nutisolation in den Spalt zwischen Nutisolation und Wicklung 18 geträufelt wird, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Dabei ragt die Nutisolation wie z.B. das Nutisolationspapier 20 bei solchen Statoren 10 üblicherweise zwischen 1 mm und 7mm über die Stirnfläche 30 des Blechpakets 14 heraus. Idealerweise wird hier der Winkel der Düsenspitze in Abhängigkeit der Wickelkopfseite jeweils angepasst, um auf diese Punkte träufeln zu können, oder es wird - wie in Fig. 6, 7, 8a und 8b dargestellt und oben bereits beschrieben - der Stator 10 temporär gekippt, was auch die entsprechende Änderung des Winkels zwischen Träufeldüse 22a-22d und Stirnfläche 30 des Blechpakets 14 bewirkt.
Die Fig. 6 und 7 zeigen hierbei das Träufeln mit einer ersten bis vierten Träufeldüse 22a-22d in einem ersten geschwenkten Zustand. Fig. 8a und 8b zeigen eine weitere Ausführungsform mit nur zwei Träufeldüsen 22a, 22b, die auf die eine oder die andere Seite des Stators 10 hin verfahrbar sind, wobei der Stator in Fig. 8a in der ersten Schenkrichtung und in Fig. 8b in der zweiten Schwenkrichtung verschwenkt ist.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausgestaltungen einer Träufelanlage 26 anhand der Darstellung in den Fig. 9 bis 23 und 36a-39b näher erläutert.
Das Harz im Stator 10 wird nach dem Träufeln unter kontinuierlichem Drehen geliert (Beginn der Aushärtung) und anschließend vollständig ausgehärtet, bevorzugt über einen Ofen 32. Das Gelieren und/oder Aushärten kann aber auch durch Induktion oder Infrarot etc. erfolgen.
Dies kann am gleichen Platz passieren, oder durch eine Relativbewegung von Träufeleinrichtung 24 und Stator 10 zueinander. Für eine kostenoptimierte Anlage ist es vorteilhaft, wenn der Träufelbereich 34 und der Gerlierbereich 36 sowie Aushärtebereich 38 zu 100% ausgelastet sind und nicht gegenseitig blockiert werden.
Daher ist es bei Träufelanlagen 26 für große Stückzahlen anzustreben, die Statoren/ Gelierplätze/Träufelplätze so zu gestalten, dass Träufeln und Gelieren gleichzeitig erfolgen kann. Dies bedeutet, dass nach dem Träufeln der Platz für den nächsten Stator 10 freigegeben wird. Dies erfolgt insbesondere durch Weitertransportieren des Stators 10, da dies im Vergleich zu einer Bewegung des Träufel- und Gelierplatzes kostengünstiger ist. Der Transport zwischen Träufeln und Gelieren, welcher möglichst ohne Unterbrechung erfolgen sollte, kann über eine Transporteinrichtung 40 erfolgen, die ein Förderband 42 und/oder eine Handlingseinheit 44 - z.B. Roboterarm 46 - aufweisen kann.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen wird während des Gelierens ein Spannen des Stators 10 am Innendurchmesser vermieden. Das Vermeiden eines Spannens am Innendurchmesser hat insbesondere Vorteile, da aufgrund der Kapillarwirkung sich erneut Harz ansammelt und geliert, und somit wieder ungewünschte Harzrückstände am Innendurchmesser Zurückbleiben, sowie gleichzeitig auch die Backen verschmutzen und diese gereinigt werden müssen.
Besonders bei Verwendung eines Ofens für das Gelieren ist eine Reinigung bzw. Tausch bei diesen hohen Temperaturen bis zu 200°C kritisch und zeitintensiv. Daher ist ein Spannen des Stators 10 von außen beim Gelieren sehr vorteilhaft. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist als Spannvorrichtung am Gelierplatz/Aushärteplatz ein gegenüber Wärmeeinfluss robust gestalteter Halter 48 vorgesehen. Aufgrund der Temperatureinwirkungen können Verspannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten entstehen. Weiter ist eine bevorzugte wartungsfreie Schmierung bei Geliertemperaturen bis zu 200°C schwierig. Die Träufelanlage 26 und die hierin eingesetzten Halter 48 sind so gestaltet, dass ein gelegentliches Auslaufen des Harzes aus dem Stator 10 bei Störungen die Funktionsfähigkeit der jeweiligen Anlagenkomponenten hier nicht beeinträchtigen. Ein unvorhergesehenes Auslaufen ist daher kritisch, da das Harz selbst eine sehr hohe Kapillarwirkung besitzt und in jeden Spalt eindringt (z.B. Dichtringe Lager), und bei den Prozesstemperaturen anschließend aushärtet und zum Funktionsausfall des Bauteils führen könnte.
Bei bevorzugten Ausführungsformen wird daher in diesem Bereich so wenig Aktorik wie möglich eingesetzt, und Führungen werden so angebracht, dass sie durch einen auslaufenden Stator 10 nicht mit Harz verschmutzt werden können.
Bei bevorzugten Ausführungsformen können die Statoren 10 drehend am Gelierplatz ohne zusätzliche Aktorik zum Spannen platziert werden. Im Heißbereich direkt wird kein Aktor zum Drehen oder Spannen platziert, dies spart die Kosten für Maßnahmen zur Temperaturbeständigkeit von Aktoren.
Bei den zu träufelnden Statoren 10 ist zu erwähnen, dass vermehrt Statoren 10 zum Einsatz kommen, die keine zylindrische Außenfläche besitzen. Das heißt, es können kleinere nichtzylindrische Elemente vorhanden sein (Schweißnähte, Kennnuten), es können aber auch größere nichtzylindrische Elemente vorhanden sein (Kühlkanäle, Befestigungslaschen, oder ähnliches). Einige Ausführungsformen des Halters 48 sind so gestaltet, dass auch solche Statoren 10 nicht lageorientiert gespannt werden müssen.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Stator 10 ab Start Träufeln bis Ende Gelieren drehend ohne Unterbrechung gelagert bzw. transportiert. Bei einigen Ausführungsform wird der Stator 10 zur Vermeidung von Harzrückständen am Innendurchmesser mindestens während dem Gelieren nicht innen gespannt. Einige Ausführungsformen betreffen eine kostengünstige Großserienanlage, bei der zusätzlich ein örtliches Umsetzen des Stators 10 vom Träufeln zum Gelieren auch ohne Unterbrechung des Rotierens um die Längsachse erfolgt.
Besondere Ausführungsformen des Halters 48 sind so gestaltet, dass beim Träufeln beide Wickelköpfe 28 innen und außen zugänglich sind. Bei einigen Ausführungsformen ist auch ein mögliches Schwenken der Drehachse um bis zu +/-15° von Vorteil. Bei einigen Ausführungsformen kann der Schwenkwinkel auch größer als +/-15° sein. Bei bevorzugten Ausgestaltungen des Halters 48 ist ein Außenspannen vorgesehen, das zum möglichen Schwenken auch beim Träufeln zu bevorzugen ist. Vorzugsweise findet das Außenspannen jedoch im Wesentlichen nur im Bereich des Blechpakets 14 statt. Dabei ragt eine Spanneinheit/der Halter 48 bei bevorzugten Ausführungen nicht oder nur geringfügig in beiden axialen Richtungen über die Enden der Stirnflächen 30 des Blechpakets 14 hinaus, wodurch weiterhin ein sehr guter Zugang für die Träufeldüsen 22a-22d zu den Wickelköpfen 28 gewährt wird. Bei einigen Ausführungsformen ist eine nahezu radial ausgerichtete Träufeldüse 22a-22d auf die nur leicht über das Blechpaket 14 axial überstehenden Nutisolationspapiere 20 vorgesehen, um ein Spritzen des Harzes auf die Stirnfläche 30 des Blechpakets 14 zu verhindern.
Bei einigen Ausführungsformen ist dies auch mit einem Stator 10 möglich, der auch lokale Erhöhungen am Außendurchmesser besitzt (z.B. Befestigungslaschen). Das Verfahren/die Vorrichtung bzw. Träufelanlage ist bei einigen Ausführungsformen unabhängig von der Außenkontur des Stators 10, um auch Statoren 10 mit unterschiedlichen Außenkonturen über die gleiche Anlage produzieren zu können.
Für eine platzsparende Anlage sind die Träufelanlage 26 und/oder deren Anlagenkomponenten idealerweise so konzipiert, dass die Statoren 10 eng nebeneinander angeordnet werden können.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Träufelanlage 26 ist in Fig. 9 schematisch ohne und in Fig. 11 mit Ofen 32 und in den Fig. 21-23 in einer möglichen Detailausführung detaillierter dargestellt. Die Träufelanlage 26 weist als Anlagenkomponenten eine Träufeleinrichtung 24 mit einem Träufelbereich 34, eine Geliereinrichtung 50 mit einem ersten Gelierbereich 36a und einem zweiten Gelierbereich 36b, eine Aushärteeinrichtung 52 mit einem Aushärtebereich 38 und eine Transporteinrichtung 40 auf. Weiter ist eine Reihe von Haltern 48 vorgesehen, die dazu ausgebildet sind, jeweils einen Stator 10 zu halten. Die Träufelanlage 26 weist weiter einen Belade- und Entladeplatz oder eine Belade- und Entladestelle 55 (Station zum Beladen und Entladen) auf.
Der jeweilige Halter 48, der in Fig. 12-16c sowie in Fig. 21 bis 23 schematisch und in den Fig. 24 bis 39b in konkreten möglichen Ausführungsformen in größerem Detail dargestellt ist, ist zum Halten, Drehen und Transportieren je eines Stators 10 im Zuge eines Imprägnierens des Stators 10 mit Harz ausgebildet. Der Halter 48 weist eine Spanneinrichtung 56 zum Einspannen des Stators 10 und wenigstens eine Rollfläche 58a, 58b zum rollenden Abstützen des sich drehenden Halters 48 mit eingespanntem Stator 10 auf.
Der Halter 48 mit eingespanntem Stator 10 wird in der Geliereinrichtung 50 zum Gelieren allein durch Schwerkraft dadurch gehalten, dass die wenigstens ein Rollfläche 58a, 58b auf einer in den Fig. 12 und 13 sowie als Variante in Fig. 35 dargestellten Rolleinrichtung 60 der Geliereinrichtung 50 aufgelegt wird. Mit der wenigstens einen auf der Rolleinrichtung 60 aufliegenden Rollfläche 58a, 58b wird der Halter 48 mit Stator 10 in dem Gelierbereich 36a, 36b um die mit einer Mittelachse des Stators zusammenfallende Drehachse gedreht.
Auch in der Träufeleinrichtung 24 wird der Halter 48 mit eingespanntem Stator 10 zur Träufelimprägnierung durch Auflage der wenigstens einen Rollfläche 58a, 58b auf einer in den Fig. 14a- 14c-16c dargestellten Rolleinrichtung 62 der Träufeleinrichtung 24 allein durch Schwerkraft gehalten und um die mit der Mittelachse des Stators 10 zusammenfallende Drehachse gedreht.
Die jeweilige Rolleinrichtung 60, 62 weist mehrere Führungselemente 64 auf, auf denen die wenigstens eine Rollfläche 58a, 58b abgesetzt wird. Die Führungselemente 64 sind dazu eingerichtet, den Halter 48 so zu führen, dass dieser eine konzentrische Drehung um seine Mittelachse/Längsachse ausführt. Bei einigen Ausführungsformen sind die Führungselemente 64 zur seitlichen Führung so ausgebildet, dass der Halter 48 auch beim Drehen seine axiale Lage (Lage in axialer Richtung, d.h. in Richtung der Statorachse/Mittelachse) beibehält.
Die Führungselemente 64 der jeweiligen Rolleinrichtung 60, 62 sind jeweils komplementär zur Ausbildung der wenigstens einen Rollfläche 58a, 58b ausgebildet. Beispiele für die Führungselemente 64 sind Rollen 66, Ritzel, Konturräder, Verzahnungen, Schienen 68, (Umlauf-)Ketten, wie Transportketten 70 oder dergleichen Zugmittel, insbesondere Endloszugmittel, Laufflächen 72, Rollen 66 mit Bordscheiben 74, Rollen mit V-Nuten, Rollen mit balliger Lauffläche, Rollen 66 mit Ringvorsprung 76 an der Lauffläche, Rollen mit Rillen an der Lauffläche, mittels einer Kette, wie insbesondere Transportkette 70 oder dergleichen Zugmittel oder einem Förderband 42 verbundene Rollen, aktiv angetriebene Rollen, aktiv angetriebene Ritzel und durch eine gemeinsame Welle 80 verbundene Rollen, Ritzel oder Konturräder.
Im Folgenden wird die Transporteinrichtung 40 der Träufelanlage 26 gemäß der ersten Ausführungsform anhand der Darstellung in den Fig. 9 bis 13 näher erläutert.
Die Transporteinrichtung 40 ist als Umlaufsystem ausgestaltet. Die Transporteinrichtung 40 stellt die Rolleinrichtung 60 bereit, auf der die in den jeweiligen Haltern 48 gehaltenen Statoren 10 auf der Be- und Entladestelle 55 mit der wenigstens einen Rollfläche 58a, 58b rein durch Schwerkraft abgestützt werden und die aufgrund ihres umlaufenden Verlaufs auch in der Geliereinrichtung 50 und der Aushärteeinrichtung 52 vorgesehen ist.
Zum Bilden der Rolleinrichtung 60 weist die Transporteinrichtung 40 ein Förderband 42, insbesondere in Form wenigstens einer umlaufenden Transportkette 70, mit sich mit ihrer Drehachse quer zur Förderrichtung erstreckenden Rollen 66, sowie Schienen 68 oder sonstige Laufflächen 72 auf. Die Rollen 66 sind mit Maßnahmen zum Positionieren und Führen der Halter 48 in der Querrichtung versehen, z.B. Bordscheiben 74 (siehe Fig. 12) oder Ringvorsprünge 76 (siehe Fig. 35) oder dergleichen.
Ein erstes Trum des Förderbandes 42 läuft in einem oberen Bereich der Träufelanlage 26, wo sich in Förderrichtung gesehen zunächst die Be- und Entladestelle 55, dann die Träufeleinrichtung 24 und dann der erste Gelierbereich 36a und dann der zweite Gelierbereich der Geliereinrichtung 50 befindet.
In diesem oberen Bereich liegt zum Transport die wenigstens eine Rollfläche 58a, 58b des Halters 48 auf zwei in Förderrichtung benachbarten Wellen 80 mit Rollen 66 auf, wie dies in Fig. 9 bis 13 dargestellt ist.
Dann wird das Förderband 42 umgelenkt, und ein zweites Trum des Förderbandes 42 befindet sich in einem unteren Bereich der Träufelanlage 26 oberhalb der Statoren 10 bis das Förderband 42 am anderen Ende wieder nach oben umgelenkt wird. An den Umlenkbereichen und im unteren Bereich sind die Schienen 68 oder die sonstige Lauffläche 72 vorgesehen, auf denen die wenigstens eine Rollfläche 58a, 58b aufliegt, so dass die Statoren 10 in ihren Haltern 48 durch die im unteren Bereich ausgebildete Aushärteeinrichtung 52 geführt werden und anschließend wieder nach oben zu der Be- und Entladestelle 55 geführt werden. Dabei greifen die Rollen 66 des Förderbandes 42 oben am Halter 48 an und treiben so die Bewegung an.
Das in den Fig. 9 bis 23 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der Träufelanlage 26 mit ihren unterschiedlichen Anlagenkomponenten ist als Umlaufsystem ausgeführt, das bevorzugt als Kettenumlauf gestaltet wird. Das Umlaufsystem ist dabei in die einzelnen Applikationsschritte Be- /Entladen, Träufeln und Gelieren aufgeteilt, welche gleichzeitig erfolgen können.
Die Transporteinrichtung 40 weist demnach bei bevorzugten Varianten des ersten Ausführungsbeispiels der Träufelanlage 26 eine umlaufende Transportbahn 142 mit einem Vorlaufbereich 144 und einem Rücklaufbereich 146 sowie Umlenkbereichen 148, 150 dazwischen und das Förderband 42 auf.
Das Förderband 42 ist dazu ausgebildet, dass die Statoren 10 quer zur jeweiligen Statorachse auf dem Förderband 42 abgelegt oder abgehoben werden können und beim Transport durch den Vorlaufbereich 144 oder Rücklaufbereich 146 zumindest abschnittsweise drehend auf dem Förderband 42 aufliegen.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Förderband 42 in dem Vorlaufbereich 144 unterhalb der Statorachsen der sich im Betrieb in dem Vorlaufbereich 144 befindlichen Statoren 10 angeordnet, so dass die Statoren 10 auf dem Förderband 42 aufliegend durch den Vorlaufbereich 144 der Transportbahn 142 transportierbar sind.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Transporteinrichtung 40 in dem Rücklaufbereich 146 die Lauffläche 72 zum Aufliegen der durch den Rücklaufbereich 146 zu transportierenden Statoren 10 auf. Beispielsweise ist die Lauffläche 72 an Schienen 68 oder sonstigen Führungselementen 64 ausgebildet.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Förderband 42 in dem Rücklaufbereich 146 oberhalb der sich im Betrieb in dem Rücklaufbereich 146 befindlichen Statoren 10 angeordnet und dazu eingerichtet, die Bewegung der auf der Lauffläche 72 abrollenden Statoren 10 anzutreiben.
Bei den dargestellten Ausführungsformen ist an einem Anfang des Vorlaufbereichs 144 der umlaufenden Transportbahn 142 die Be- und Entladestelle 55 angeordnet und so ausgebildet, dass die Statoren 10 quer zur Statorachse auf dem Förderband 42 abgelegt und davon abgehoben werden können.
Bei den dargestellten Ausführungsformen weisen die Umlenkbereiche 148, 150 Umlenkkurven 152 zum Erfassen der Statoren 10 und Umlenken derer Bewegungsbahnen auf.
Bei einigen Ausführungsformen sind die Bereiche 34, 36a, 36b, 38, 55 der Imprägnieranlage 26 auf mehreren Ebenen 154, 156 angeordnet. Beispielsweise sind der Imprägnierbereich 34 und ein Gelierbereich 36a, 36b auf einer ersten Ebene 154, vorzugsweise einer oberen Ebene, vorgesehen, während ein Aushärtebereich 38 auf einer zweiten Ebene 156, vorzugsweise einer unteren Ebene vorgesehen sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Vorlaufbereich 144 und der Rücklaufbereich 146 übereinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist der Vorlaufbereich 144 über dem Rücklaufbereich 146 angeordnet.
Bei den dargestellten Ausführungsformen des ersten Ausführungsbeispiels der Träufelanlage 26 führt der Vorlaufbereich 144 der Transportbahn 142 durch den Imprägnierbereich 34 und den Gelierbereich 36a, 36b der Imprägnieranlage 26, wobei in dem Imprägnierbereich 34 und dem Gelierbereich 36a, 36b ein Drehantriebsgetriebe 158 zum Antreiben einer Drehbewegung der auf dem Förderband 42 liegenden Statoren 10 vorgesehen ist. Beispielsweise weist das Drehantriebsgetriebe 158 eine Antriebskette 86, 86a, 86b, 86c zum Antreiben einer Rotation der Statoren 10, im Folgenden auch Rotationskette genannt, auf.
Bei den dargestellten Ausführungsformen führen der Rücklaufbereich 146 und/oder wenigstens einer oder beide der Umlenkbereiche 148, 150 durch den in Transportrichtung nach dem Gelierbereich 36a, 36b liegenden Aushärtebereich 38 der Imprägnieranlage 26.
Bei den dargestellten Ausführungsformen weist das Förderband 42 weiter wenigstens ein umlaufendes Zugmittel - wie insbesondere die Transportkette 70 - sowie daran angebrachte Rollen 66 oder Walzen 82 zum rollenden Aufliegen der Statoren 10 auf. Die Rollen 66 oder Walzen 82 sind um sich quer zur Transportrichtung verlaufende Drehachsen drehbar.
Wie bereits geschrieben, können sich pro Arbeitsschritt mehrere insbesondere als Käfige ausgeführte Halter 48 mit Statoren 10 im Umlaufsystem befinden, damit eine hohe Auslastung erreicht wird. Beispielsweise befindet sich jeweils ein Batch 54 von mehreren Haltern 48 mit Statoren 10 in jeder der Anlagenkomponenten; im Beispiel ist jeweils ein Batch 54 von vier Haltern 48 dargestellt.
In Fig. 9 ist der schematisch ein Grundgedanke der Träufelanlage 26 dargestellt. Die Statoren/Käfige/Halter 10, 48 werden radial von oben beladen und liegen dann rein schwerkraftbedingt auf den Wellen 80 der Transportkette 70 ab. Die Wellen 80 werden, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, bevorzugt zwischen zwei Transportketten 70 angebracht, wodurch eine relativ einfache und kostengünstige Konstruktion erreicht wird. Je nach Anforderung ist es auch möglich, das Umlaufsystem mit mehr als nur einem Gelierplatz - hier sind ein erster und zweiter Gelierbereich 36a, 36b angedeutet - auszustatten und die Träufelanlage 26 modular aufzubauen. Fig. 10 zeigt die Träufelanlage 26 zusammen mit dem Ofen 32, der sich über die Geliereinrichtung 50 und die Aushärteeinrichtung 52 erstreckt.
Damit das Harz der Statoren 10 nicht ausläuft, ist bei der Träufelanlage 26 vorgesehen, dass diese während des Träufelns und des Gelierens rotieren. Ein Ausführungsbeispiel für einen Drehantrieb zum Antreiben eines solchen Rotierens wird im Folgenden anhand der Darstellung in den Fig. 9, 12 und 13 erläutert.
Die als Aufnahmewalzen 82 dienenden Wellen 80 sind mit bevorzugt mit einem Ritzel 84 oder dergleichen ausgeführt. Dadurch kann hier mit nur einem Antrieb und einer Antriebskette 86 oder dergleichen jeder Halter 48/Stator 10 in diesem Bereich dauerhaft in Rotation versetzt werden. Die Antriebskette 86 für die Rotation wird unabhängig von der Transportkette 70 angetrieben. Die Unabhängigkeit der (Rotations-)Antriebskette 86 von der Transportkette 70 bewirkt, dass beim Weitertransport von z.B. Träufeln zu Gelieren, beziehungsweise beim Stillstand der Transportkette 70, die Rotation beibehalten wird, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist.
Für einen kleineren Fußabdruck der gesamten Träufelanlage 26 ist bei einigen nicht dargestellten Ausführungsformen vorgesehen, den Gelierprozess in der oberen und unteren Ebene, oder nur in der unteren Ebene durchzuführen. Dafür kann die Antriebskette 86, ähnlich wie die umlaufende Transportkette 70 über beide Ebenen 154, 156 sowie um die Statoren 10 in der Kulisse - Lauffläche 72 - des ersten Umlenkbereichs 148 geführt werden.
Im Folgenden wird anhand der Fig. 14a bis 16c ein Ausführungsbeispiel sowie die Funktion der hier als Aushebeeinrichtung 88 ausgeführte Rolleinrichtung 62 der Träufeleinrichtung 24 beschrieben. Die Fig. 14a, 15a zeigen unterschiedliche Ansichten eines ersten Stadiums eines Aushebens, die Fig. 14b, 15b zeigen unterschiedliche Ansichten eines zweiten Stadiums des Aushebens, die Fig. 14c, 15c zeigen unterschiedliche Stadien eines dritten Stadiums des Aushebens und die Fig. 16a bis 16c zeigen unterschiedliche Stadien eines Verschwenkens der Aushebeeinrichtung 88.
Für eine Träufelanlage 26, die für jeweils n Statoren 10 pro Batch 54 ausgelegt ist, weist die als Aushebeeinrichtung 88 ausgebildete Rolleinrichtung 62 n+1 Aushebewellen 90 auf.
Die Aushebewellen 90 sind in Förderrichtung in vorbestimmten Abstand zueinander drehend antreibbar an einem nicht dargestellten Träger gelagert, der in der Träufeleinrichtung 24 horizontal und vertikal quer zur Förderrichtung bewegbar ist und in unterschiedliche Schwenkrichtungen schwenkbar ist. Der vorbestimmte Abstand ist so bemessen, dass auf einer zwischen benachbarten Aufnahmeplätzen für die Statoren 10/Halter 48 vorgesehenen Aushebewelle 90 beide benachbarte Statoren 10/Halter 48 auf derselben dazwischen angeordneten Aushebewelle 90 abrollen können.
Weiter weist die Träufeleinrichtung 24 eine Träufeldüsenanordnung 92 auf, die beispielsweise an einer Portalanlage horizontal quer zur Förderrichtung bewegbar ist.
Wie bereits erwähnt ist es für ein besseres Träufelergebnis von Vorteil, wenn die Träufeldüsen 22a-22d von beiden Seiten des Stators 10, im Innen- und/oder Außendurchmesser und/oder mit einer leichten Neigung zur horizontalen Längsachse, das Harz auf den Wickelkopf 28 aufbringen.
Durch den kompakten Aufbau des Umlaufsystems ist es möglich, die Träufeldüsen 22a-22d beispielsweise von einer oder beiden Seiten, und sogar als Portalbauweise über den Haltern 48, zuzustellen. Zudem ermöglicht der insbesondere als Käfig ausgebildete Halter 48 durch die gute Zugänglichkeit des Stators 10, dass beispielsweise nur jeweils eine Träufeldüse 22a-22d für den Innen- und Außendurchmesser pro Statorseite, oder aber auch für den Innen und Außendurchmesser separate Träufeldüsen 22a-22d pro Statorseite verwendet werden. Zum Ausheben und damit zum Schwenken des Stators 10 sind ebenfalls mehrere Varianten denkbar. Bei der dargestellten Ausführung können die insbesondere als Käfige ausgebildete Halter 48 mittels der Aushebewellen 90, die zwischen den Aufnahmewalzen 82 in axialer Richtung zugestellt werden, nach oben ausgehoben werden. Auch auf diesen Aushebewellen 90 werden die Halter 48 durch die Erdanziehungskraft und etwaige Profile/V-Nuten/Bordscheiben (hier nicht dargestellt, siehe beispielsweise Fig. 35 für eine mögliche Ausgestaltung der Aushebewellen 90) auf Position gehalten.
Durch einen separaten Antrieb der Aushebewellen 90 ist es möglich, die Halter 48 stehend oder drehend aufzunehmen und auch wieder stehend oder drehend abzulegen - siehe Fig. 14a-c sowie 15a-c. In den Fig. 15a-15c ist auch zu erkennen, dass die Aushebeeinrichtung 88 nur eine Aushebewelle 90 zwischen den Haltern 48 benutzt und keine zwei, im Vergleich zur Transportkette 70. Vorteil dabei ist, dass an der Aushebeeinrichtung 88 nur beispielsweise die erste Aushebewelle 90 angetrieben werden muss, um alle weiteren Aushebewellen 90 und Halter 48 in Rotation zu versetzen, ohne diese Aushebewellen 90 mit beispielsweise einer Kette zu verbinden. Dieses Prinzip ist für die Transportkette 70 ebenfalls denkbar, wenn die Aufnahmewalzen 82 oder Rollen 66 in ihrem Durchmesser dementsprechend groß sind, sodass die Halter 48 an Ihrem Außendurchmesser nicht miteinander in Verbindung stehen.
Wie in Fig. 16a-16c dargestellt, wo das Schwenken des Stators 10/Halters 48 mit möglicher Zustellung der Träufeldüsen 22a, 22b gezeigt ist, ist die Aushebeeinrichtung 88 bei einigen Ausführungsformen mit einer Schwenkeinrichtung 94 versehen, die den jeweiligen Stator 10 bevorzugt um seinen Schwerpunkt zum Neigen bringt.
Für Fälle, in denen die Statoren 10 zum Träufeln nicht geschwenkt werden müssen, ist die Träufelanlage 26 in einigen Ausführungsformen auch ohne Aushebeeinrichtung 88 ausgeführt. Besonders bevorzugte Ausführungsformen für diese Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Träufelanlage 26 sind in den Fig. 17 und 18 dargestellt. Diese Ausführungsformen wenden sich dem Problem zu, dass die noch nicht rotierenden Statoren 10 an der Be- und Entladestelle 55 beim Weitertakten zum Träufeln nacheinander hochbeschleunigt werden. Das gleiche gilt, wenn die Antriebskette 86 für die Rotation von der Be- und Entladestelle 55 bis zum Gelieren durchgezogen wird, da die nicht rotierenden Statoren 10 aus der unteren Ebene über den zweiten Umlaufbereich 150 nach oben auf die Be- und Entladestelle 55 transportiert werden.
Bei einigen Ausführungsformen, von denen ein Beispiel in Fig. 17 dargestellt ist, ist daher vorgesehen, dass die (Rotations-)Antriebskette 86, 86a, 86b, 86c zwischen Be- und Entladestelle 55 und Träufelbereich beispielsweise mehrspurig ausgestattet ist und die Aufnahmewalzen 82, 82a, 82b mehrere Ritzel 84, 84a, 84b, 84c besitzen, die pro Batch 54 abwechselnd in Eingriff gelangen. Dabei ist pro Spur ein eigener Antrieb vorgesehen.
Insbesondere sind eine erste bis dritte Antriebskette 86a-86c vorgesehen. Eine erste und eine zweite Antriebskette 86a sind parallel an der Be- und Entladestelle 55 vorgesehen und jeweils mit einem eigenen Antrieb ausgestattet. In einem Übergabebereich 96 läuft auch die ebenfalls mit eigenem Antrieb angetriebene dritte Antriebskette 86c parallel zu der ersten und zweiten Antriebskette 86a, 86b und läuft dann alleine weiter zum Träufel-ZGelierbereich.
Die Aufnahmewalzen 82 des Förderbandes 42 weisen erste Aufnahmewalzen 82a und zweite Aufnahmewalzen 82b auf. Für jedes Batch 54 sind jeweils entweder die ersten Aufnahmewalzen 82a oder die zweiten Aufnahmewalzen 82b vorgesehen; mit anderen Worten folgt auf eine Gruppe erster Aufnahmewalzen 82a, die zur Aufnahme eines Batchs 54 ausgebildet ist, eine Gruppe zweiter Aufnahmewalzen 82b, die zur Aufnahme eines darauffolgenden Batchs 54 ausgebildet ist, und dann wieder eine Gruppe erster Aufnahmewalzen 82a, usw.
Die ersten Aufnahmewalzen 82a weisen ein erstes Ritzel 84a, das in Richtung quer zur Förderrichtung zum Eingriff mit der ersten Antriebskette 86a positioniert ist, und ein drittes Ritzel 84c auf, das zum Eingriff mit der dritten Antriebskette 86c positioniert ist.
Die zweiten Aufnahmewalzen 82b weisen ein zweites Ritzel 84b, das zum Eingriff mit der zweiten Antriebskette 86b positioniert ist, und das dritte Ritzel 84c auf, das zum Eingriff mit der dritten Antriebskette 86c positioniert ist.
In Fig. 17 sind untereinander vier aufeinanderfolgende Situationen beim Fördern der vier in Fig. 9 in der oberen Ebene dargestellten Batches 54 dargestellt, wobei von jeder für das jeweilige Batch 54 vorgesehenen Gruppe von Aufnahmewalzen 82a, 82b nur eine dargestellt ist. Gemäß der ganz oben gezeigten Darstellung von Fig. 17 wird zuerst ein erstes Batch von Haltern 48 mit Statoren (in Fig. 17 nicht dargestellt, das erste Batch weist z.B. vier Statoren 10 in entsprechenden Haltern 48 auf) auf ersten Aufnahmewalzen 82a abgelegt. Diese sind über das erste Ritzel 84a mit der ersten Antriebskette 86a in Eingriff. Dier erste Antriebskette 86a wird angetrieben, um die Rotation der Statoren 10 des ersten Batchs zu beginnen und zu beschleunigen. Dieses Batch wird dann weitergetaktet und die rotierenden Statoren 10 des ersten Batchs werden an die dritte Antriebskette 86b übergeben, die die Rotation über das dritte Ritzel 84c weiter antreibt. Noch während sich erste Aufnahmewalzen 82a des ersten Batchs an der Be- und Entladestelle 55 befinden, werden bereits zweite Aufnahmewalzen 82b für die Aufnahme eines darauf folgenden zweiten Batchs zugestellt, die aber nicht mit der ersten Antriebskette 82a, sondern nur mit der hier noch nicht angetriebenen zweiten Antriebskette 86b in Eingriff sind. Anschließend wird das zweite Batch auf die zugestellte Gruppe von zweiten Aufnahmewalzen 82b aufgelegt. Gemäß der Darstellung in der zweiten Reihe von Fig. 17 wird dann die zweite Antriebskette 86b angetrieben, um die zweiten Aufnahmewalzen 82b und damit die Statoren 12 des zweiten Batchs in Drehung zu versetzen und weiter zu takten, während bereits wieder erste Aufnahmewalzen für ein drittes Batch ohne Drehantrieb zugestellt werden. Die dritte Reihe von Fig. 17 zeigt das Hochbeschleunigen des dritten Batchs auf ersten Aufnahmewalzen 82a, und die vierte Reihe von Fig. 17 zeigt das Hochbeschleunigen des vierten Batchs auf zweiten Aufnahmewalzen 82b.
Befinden sich eine gerade Anzahl an Batches 54, wie in Fig. 9 dargestellt, in der Anlage, ist es möglich, mit sich abwechselnden Ritzeln 84a, 84b und insgesamt drei Antrieben - erste bis dritte Antriebskette 86a, 86b, 86c - das Problem des unterschiedlichen Hochbeschleunigens zu umgehen. Bei einer ungeraden Anzahl an Batches wird die Anzahl an Ritzel und Antrieben dementsprechend erhöht.
Nachdem die Statoren 10 auf der Be- und Entladestelle 55 abgelegt wurden, ist bei einigen Ausführungsformen, von denen ein Beispiel in Fig. 18 gezeigt ist, vorgesehen, dass zwei Antriebsketten 86a, 86c, eine 86a für die Be- und Entladestelle 55 und eine 86c für den Träufel- /Gelierbereich, mit je einem Antrieb und die Aufnahmewalze 82 mit insgesamt zwei Ritzeln 84a, 84c verwendet werden. Mechanisch kann das System so aufgebaut werden (z.B. durch Kettenradstellung, Kettensteigung, Passfederverbindungen, etc.), dass in einem Übergabereich 96 die Kettenglieder exakt zueinander fluchten. In Kombination mit Drehgebern, die die Stellung des Antriebs und damit des Kettenrades abfragen, können dann die Antriebsketten 86a, 86c auf gleiche Drehzahl gebracht und synchronisiert werden, sodass beim Weitertakten nur ein Wechsel der Ritzel 84a, 84c stattfindet.
Für den Fall, dass bereits aus der unteren Ebene 156 fertige Statoren 10 nach oben zu der Be- und Entladestelle 55 gefördert werden, ist bei einigen Ausführungsformen, von denen ein Ausführungsbeispiel ebenfalls in Fig. 18 dargestellt ist, die Antriebskette 86a schwenkbar ausgeführt. Sind die Halter 48 an der Be- und Entladestelle 55 auf gleicher Drehzahl wie am Träufel- und Gelierplatz und ist der Träufelvorgang abgeschlossen, werden die Halter 48 weitertransportiert. Dabei wird die erste Antriebskette 86a am Beladeplatz 55, je nach Fortschritt der Halter 48 nach unten geschwenkt, sodass die Ritzel der darauffolgenden Aufnahmewalzen 82 nicht in Eingriff kommen, die Halter 48, die noch nicht vollends weitertransportiert wurden aber noch rotieren.
Im Folgenden wird wiederum auf die Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Träufelanlage 26 mit Aushebeeinrichtung 88 gemäß Fig. 14a-16c eingegangen. Ein großer Vorteil, wenn die Statoren 10 beim Träufeln ausgehoben werden, ist, dass die Komponenten 80, 82, 84, 86 des Rotationsantriebes kostengünstig gestaltet werden können, da die zum Teil schweren Statoren 10 nicht aus dem Stand heraus in Rotation gebracht werden müssen, sondern bereits rotierend von der Aushebeeinrichtung 88 - siehe Fig. 14a-15c - oder Schwenkeinrichtung 94 - siehe Fig. 16a-16c - auf die sich drehenden Aufnahmewalzen 82 des Förderbandes 42 abgelegt werden. Dadurch werden die Komponenten zum einen kleiner, sowie der Verschleiß im System geringer. Außerdem kann die Einheit, die zum Antreiben der Rotation der Halter 48 dient, bevorzugt ein Kettensystem - z.B. Antriebskette 86 -, mit nur einem Antrieb gebaut werden. Ist die Träufelanlage 26 komplett leer, und es wird der erste Batch 54 an Statoren 10 beladen, steht die Antriebskette 86 noch still und der Batch 54 kann zum Träufeln weitertransportiert werden. Durch die Aushebeeinrichtung 88 werden die Statoren 10 dann losgelöst von der Transporteinrichtung 40 in Drehung versetzt. Bevor die Statoren 10 dann drehend wieder abgesetzt werden, startet die Antriebskette 86.
Bei einigen Ausführungsformen, von denen Beispiele in den Fig. 19a-19f und 20 dargestellt sind, ist die Einheit zum Antreiben der Rotation so aufgebaut, dass die Antriebskette 86 bevorzugt in einem Mitnehmer 98 umgelenkt wird. Der Mitnehmer 98 ist entlang der Förderrichtung zwischen den in Fig. 19d und 19e gezeigten Stellungen vor und nach der Stelle zum Ausheben an der Träufeleinrichtung 24 verschiebbar. Zum Verschieben kann bei einigen Ausführungsformen ein eigener Antrieb vorgesehen sein, bei der gezeigten Ausgestaltung ist der Mitnehmer - wie in Fig. 20 dargestellt - mit der Transportkette 70 verbindbar.
Fig. 19a zeigt die Situation nach dem Weiterführen des Batches 54 von der Be- und Entladestelle 55 zu der Träufeleinrichtung 24. Fig. 19b zeigt das Ausheben des Batches 54 in der Träufeleinrichtung 24. Fig. 19c zeigt, wie die Statoren 10 des ausgehobenen Batches 54 in Drehung versetzt werden. Es wird ein zweiter Batch 54 an der Be- und Entladestelle 55 aufgesetzt. Gleichzeitig startet die Rotation der Antriebskette 86. Fig. 20 zeigt das Detail XX von Fig. 19c, wo die Verbindung zwischen Mitnehmer 98 und Transportkette 70 hergestellt wird.
Fig. 19d zeigt das Absetzen des ersten Batches 54 auf der Transportkette 70 nach dem Träufeln. Die Statoren 10 werden dabei in ihren Haltern 48 weiter in Drehung gehalten.
Durch die Verbindung des Mitnehmers 98 mit der Transportkette 70, bevorzugt durch einen beispielsweise pneumatischen Aktor 100 am Mitnehmer 98, kann der Batch 54 dann mit der Transportkette 70 vom Träufeln zum Gelieren mitgenommen werden, wie dies im Übergang von Fig. 19d zu Fig. 19e gezeigt ist. Wird der darauffolgende Batch 54 am Träufelplatz ausgehoben - dies erfolgt kurz vor der in Fig. 19f gezeigten Situation -, wird die Verbindung zwischen Mitnehmer 98 und Transportkette 70 gelöst. Der Mitnehmer 98 wird durch einen weiteren Aktor 102, beispielsweise einem pneumatischen Aktor, zurück in die Ausgangslage gebracht. Die Antriebskette 86 bleibt dabei dauerhaft in Bewegung.
Die Figuren 21 bis 23 zeigen eine Draufsicht, eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht (dargestellt ohne seitliche Ofenwand) eines konkreten Ausführungsbeispiels der Träufelanlage 26 gemäß der ersten Ausführungsform mit (Ketten-)Umlaufsystem.
Da zum Aushärten der Flüssigkeit/des Harzes die Statoren 10 durch eine Ofenanlage - Ofen 32 - durchgeschleust werden, ist noch zu erwähnen, dass bedingt durch die höhere Temperatur eine entsprechende Längenausdehnung der Bauteile auftritt. Zusätzlich wird das Transportsystem nach längerem Betrieb einen gewissen Verschleiß zeigen und damit, am Beispiel der Transportkette 70, wird eine Längung der Kettenglieder auftreten. Dadurch passiert es, dass sich die Positionen der Halter 48, z.B. Beladeposition und Träufelposition, verschieben. Die maximale Längenausdehnung und die Längung der Transportkette 70 kann allerdings berechnet werden und somit kann dieser Verschiebung entgegengewirkt werden.
Bevorzugt wird die Lage der Batches 54 zueinander mittels Sensoren (nicht dargestellt) abgefragt, und die Halter 48 werden dann mit dem Transportsystem weiter oder weniger weit, oder sogar in die entgegengesetzte Richtung befördert und der Versatz dementsprechend kompensiert. Dazu kommt, dass die Halter 48 mit ihrer wenigstens einen Rollfläche 58a, 58b auf Walzen/Rollen 82, 66, 90 abgelegt werden und sich dabei selbst zentrieren, wodurch eine extra Indexierung hinfällig wird.
Zusammenfassend gesagt, durch die zylindrische Form des Halters 48 und durch die zylindrische Form der Aushebeelemente/Ablagewalzen 90, 82, 66 rollt der Halter 48 immer auf die richtige Position, und Fehlstellungen können beim Abholen mit einem Greifsystem oder beim Ausheben für eine Applikation immer kompensiert werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des Halters 48 anhand der Darstellungen in den Fig. 24 bis 35 näher erläutert. Wenngleich in nicht dargestellten Ausführungsformen Halter 48 mit nur einer entsprechend längeren zylindrischen Rollfläche vorgesehen sind, haben die dargestellten Halter 48 mehrere Rollflächen 58a, 58b, die mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind. Bei den dargestellten Ausführungsformen umgeben die Rollflächen 58a, 58b den Stator 10 radial weiter außen als der Außenumfang des Stator 10 - so dass der Stator 10 durch den Halter 48 wie durch einen Käfig umgeben wird.
Die wenigstens eine Rollfläche 58a, 58b ist an einem Ringbereich des Halters 48 vorgesehen. Bei mehreren Rollflächen 58a, 58b sind entsprechende die Ringbereiche durch Ringelemente 104a, 104b des Halters 48 gebildet, die durch sich in axiale Richtung erstreckende Streben 106 axial miteinander verbunden sind. Die Streben 106 können teleskopartig, insbesondere mit Federn 108 ausgebildet sein (Fig. 24 - 32) oder massiv ausgebildet sein.
Der Stator 10 kann im insbesondere als Käfig ausgebildeten Halter 48, je nach Ausführung, sowohl axial, als auch radial gespannt werden. Ausführungsformen mit einer axial spannenden Spanneinrichtung 56a sind in den Fig. 24 bis 32 dargestellt. Ein Beispiel einer derzeit bevorzugte Ausführungsform mit einer radial am Außenumfang des Stators 10 spannenden Spanneinrichtung 56b ist in den Fig. 34 und 35 gezeigt.
Der Halter 48 ist bei bevorzugten Ausführungsformen so gestaltet, dass der Stator 10 eingesetzt werden kann, ohne dass die Elemente, welche später den Stator 10 spannen, demontiert werden müssen.
Bei einigen Ausführungsformen, von denen Beispiele in den Fig. 24 bis 27 gezeigt sind, wird beim axialen Spannen eines Stators 10, welcher keine zylindrische Außenfläche besitzt, d.h. nichtzylindrische Elemente, die meist zum Verschrauben des fertigen Stators 10 in ein Gehäuse genutzt werden, der Stator 10 beispielsweise von oben in den Halter 48 eingesetzt und entweder der Halter 48 oder der Stator 10 selbst werden um ihrer Längsachse gedreht, um wie bei einem Bajonettverschluss einen Übergriff zu erhalten. Dadurch wird das Werkstück verliersicher und mit einer sehr geringen Flächenpressung im Halter 48 gehalten. Wie man durch einen Vergleich der Fig. 24, 25 einerseits und Fig. 26, 27 andererseits sehen kann, werden je nach Länge des Blechpakets 14 unterschiedlich lange Halter 48 mit entsprechendem Hub, bevorzugt durch unterschiedlich eingesetzte Federn 108, eingesetzt.
Die Fig. 28 bis 31 zeigen eine weitere Möglichkeit, unterschiedlich lange Statoren 10 axial aufzunehmen, die mit nur einer Ausführung des Halters 48 auskommt. Hier ist vorgesehen, dass der Bajonettverschluss für jeden Stator 10 in die jeweils entgegengesetzte Richtung ausgeführt ist und somit ein Stator 10 nach links (Fig. 30) und der andere Stator nach rechts (Fig. 31) gedreht im Halter 48 aufgenommen wird. Gemäß Fig. 29 ist hierzu an einem ersten Ringelement 104a eine gemeinsame Auflage 114, an einem zweiten Ringelement 104b ein durch Rechtsdrehung schließbarer Bajonettverschluss für einen Stator mit kurzer Blechpaketlänge (Fig. 30) und an einem dritten Ringelement 104c ein durch Linksdrehung schließbarer Bajonettverschluss für einen Stator mit langer Blechpaketlänge (Fig. 31) vorgesehen.
Eine weitere Lösung, Statoren 10 mit unterschiedlichen Längen aufzunehmen, ist die Ausführung des Halters 48 als Teleskop.
Ein axiales Spannen eines Stators mit zylindrischer Außenfläche ist beispielsweise mit zwischen den Ringen 104a, 104b des Halters 48 angebrachten Schwenkspannern (nicht dargestellt) möglich, bei denen, nach dem Einsetzen des Stators, Übergriffe einschwenken und anschließend auf die Stirnflächen 30 des Blechpakets 14 spannen. Die Übergriffe können dabei sowohl per Hand, als auch automatisch unter zu Hilfenahme eines Aktors zugestellt werden.
Bei einigen Ausführungsformen, von denen ein Beispiel in Fig. 32 dargestellt ist, ist es aufgrund der zylindrischen Außenform des Halters 48 ebenfalls möglich, die notwendige Rotation für das Träufeln und Gelieren, direkt über den Halter 48 selbst und nicht über die Aufnahmewellen 80, 82, 82a, 82b der Transportkette 70 zu realisieren. Das oder die vorhin beschriebene Ritzel 84, 84a, 84b, 84c an den Aufnahmewalzen 82, 82a, 82b wird dabei direkt am Halter 48 montiert, und die Aufnahmewellen 80, 82 dienen nur als drehende Ablage. Wenngleich hier nur an einem der Ausführungsbeispiele für den Halter 48 gezeigt, können diese Ritzel an den unterschiedlichen Konfigurationen der Halter 48 - radial oder axial spannend, mit oder ohne Bajonettverschluss... - vorgesehen sein.
Auch bei der Aufnahme von Statoren 10, die radial gespannt werden sollen, sind demnach mehrere Varianten denkbar, von denen ein Beispiel in Fig. 34 und 35 gezeigt ist. Ähnlich wie bei den Schwenkspannern werden Spannelemente 120 mit radial am Blechpaket anliegenden Druckstücken/Reibflächen zwischen den Ringen 104a, 104b des Halter 48 angebracht. Die Druckstücke können beispielsweise über einen Kniehebel, einem Exzenterspanner, oder über ein Schraub- /Keilgetriebe 122 zugestellt werden, oder auch als Schwenkspanner ausgeführt sein.
Das radiale Spannen hat insbesondere die Vorteile, dass der insbesondere als Käfig ausgebildete Halter 48 keinen axialen Überstand über das Blechpaket 14 hat, so dass ein besserer Zugang für die Träufeldüsen 22a-22d gegebenen ist. Weiter ist der gleiche Halter 48 zum Einspannen unterschiedlich langer Statoren 10 geeignet. Weiter funktioniert das radiale Einspannen sowohl bei Statoren mit zylindrischer Außenfläche als auch mit Statoren mit radialen Vorsprüngen. In Fig. 35 ist der Halter 48 in Auflage auf einer der Rolleinrichtungen 60, 62 gezeigt. Die Rollflächen 58a, 58b an den Ringen 104a, 104b weisen eine V-Rille 124 auf, in die komplementär ausgebildete Ringvorsprünge 76 an auf den Wellen 80, 90 aufsitzenden oder ausgebildeten Rollen 66 eingreifen. Diese Führung hat sich als vorteilhaft hinsichtlich der geringsten Verschmutzungsanfälligkeit herausgestellt.
Die Fig. 33a bis 33c zeigen unterschiedliche Stadien eines Beispiels für ein automatisches Einsetzen eines Stators 10 in einen Halter 48. Bei einigen Ausführungsformen, von denen ein Beispiel in diesen Figuren gezeigt ist, ist es möglich, den Stator 10/Halter 48 mit einem Greifer 126 zu transportieren. Der Greifer 126 ist dabei z.B. an ein Linearportal oder an einen Roboter 128 befestigt. Beispielsweise wird der Stator 10 mit einem Spanndorn 130 - mit Innenspanneinheit 12 wie in Fig. 1 gezeigt - am Innendurchmesser aufgenommen, während sich der Halter 48 auf einer Ablage 132 befindet.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Greifer 126 so gestaltet, dass er den Stator 10 zum Einbringen in den Halter 48 oder aber auch zur Entnahme relativ zum Halter 48 verdrehen kann, um somit durch ein Bajonett 116, 118 Stator 10 und Halter 48 miteinander zu verbinden. Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen ist der Ablage 132 zum Aufnehmen des Stator 10 ausgebildet, und es ist ein Außengreifer am Roboter 128 vorgesehen, und dazu eingerichtet, den Halter 48 an der Außenkontur aufzunehmen, über den Stator 10 zu stülpen, um anschließend bei der Aufnahme des Stators 10 den Halter 48 relativ zum Stator 10 zu verdrehen. Bei weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen, die insbesondere mit dem Halter 48 gemäß Fig. 34 und 35 Zusammenwirken, ist an der Ablage 132 für den Halter 48 ein Aktor zum Betätigen der Spanneinrichtung 56b nach Einfügen des Stators 10 vorgesehen.
Wie man insbesondere Fig. 33c entnehmen kann, werden Stator 10 und Halter 48 nach dem Spannen des Stators 10 im Halter 48 über den gleichen Greifer 126, z.B. mit Innenspanndorn, zum Beladeplatz 55 der Träufelanlage 26 transportiert und darauf abgelegt. Nachdem der Stator 10 geträufelt wurde und das Harz ausgehärtet ist, kann der Greifer 126 den fertigen Stator 10 wieder abholen und am Ablageplatz 132 den Halter 48 wieder vom Stator 10 trennen.
Im Folgenden werden noch weitere Ausführungsbeispiele der Träufelanlage 26 anhand der Darstellungen in den Fig. 36a bis 39b näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele weisen kein Umlaufsystem als Transporteinrichtung auf, vielmehr weist die Transporteinrichtung 40 im Wesentlichen den Roboter 128 mit Greifer 126 auf. Die Rolleinrichtung 62 der Träufeleinrichtung 24 ist wie in den Fig. 37 bis 39b gezeigt ausgebildet. Die Ausbildung der Rolleinrichtung 60 der Geliereinrichtung 50 ist in Fig. 36a bis 36d gezeigt, die unterschiedliche Stadien des Träufelverfahrens darstellen. Die Rolleinrichtungen 62, 60 weisen jeweils drehbar angetriebene Wellen 80 auf, auf denen der Halter 48 mit seiner wenigstens einen Rollfläche 58a, 58b durch Schwerkraft aufliegend gelagert werden kann. Beispielsweise kann die jeweilige Welle 80 wie in Fig. 35 gezeigt ausgebildet sein.
Bei den dargestellten weiteren Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass der Stator 10 mit Halter 48 nicht an einer Beladestelle 55 abgelegt, sondern direkt zum Träufeln transportiert wird. Der Greifer 126 ist mit einer zusätzlichen Dreheinheit 134 ausgestattet, die es ihm erlaubt, den Halter 48 nach dem Träufeln rotierend aufzunehmen und wieder rotierend am Gelierplatz abzulegen. In Fig. 36a ist gezeigt, wie der Roboter 128 den Halter 48 zum Träufeln belädt. In Fig. 36b ist gezeigt, wie der Halter 48 und der Stator 10 während des Träufelprozesses rotiert. In Fig. 36c ist dargestellt, wie der Roboter 128 den Halter 48 und den Stator 10 rotierend vom Träufeln abhebt. Und in der Darstellung von Fig. 36d legt der Roboter 128 den Halter 48 mit Stator 10 rotierend auf der Rolleinrichtung 60 der Geliereinrichtung 50 ab, wo er zum Gelieren weiter drehend angetrieben wird. Wenngleich hier der Roboter 128 mit dem Innenspanndorn - Innenspanneinheit 12 - gezeigt ist, sollte klar sein, dass der Greifer 126 auch zum unmittelbaren Greifen des Halters 48 ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann der Halter 48 Greifbereiche (nicht dargestellt) aufweisen, an denen der Greifer 126 angreifen kann. Demnach ist bei einigen Ausführungsformen - wie oben zu Fig. 9 bis 23 beschrieben - vorgesehen, die Aufnahmewalzen 82, 82a, 82b an ein Transportsystem, z.B. einer Transportkette 70 zu befestigen, die zwischen den Applikationen - wie Träufeln, Gelieren, Aushärten - weiter getaktet werden. Bei anderen Ausführungsformen, von denen Beispiele in den Fig. 36a bis 39b gezeigt sind, sind die Auflagewalzen 82, auf denen der Halter 48 abgelegt wird, dagegen stationär aufgebaut, wobei das Handling zwischen Träufeln und Gelieren beispielsweise mittels Roboter 128 oder dergleichen umgesetzt wird. Die zur Rotation aufzubringende Kraft kann auch an diesen stationären Rolleinrichtungen 60, 62, die im Träufelbereich 34 und im Gelierbereich 36a/Ofen 32 sind, wie erwähnt kraftschlüssig (z.B. Reibräder, oder Reibrad mit Riemen, etc.) oder formschlüssig (z.B. Kette mit Ritzel, Verzahnung über Stirnräder, etc.) direkt in den Halter 48 oder auch über die Auflagewalzen 82 eingeleitet werden. Wie aus den Fig. 37 und 38 ersichtlich werden z.B. bei diesen stationären Rolleinrichtungen 62 (bei Rolleinrichtung 60 analog) die Aufnahmewalzen 82 in einem Gestell 134 drehbar montiert, und von einem externen Antrieb 136 wird das nötige Drehmoment eingeleitet.
Die Rolleinrichtung 62 für die Träufeleinrichtung 24 kann auch in der stationären Version mit der Schwenkeinrichtung 94 versehen sein. Das Gestell 134 ist hierzu um eine Schwenkachse 138 schwenkbar gelagert. Das Schwenken in unterschiedliche Schwenklagen wird über einen Schwenkaktor 140 betätigt, wie in den Fig. 39a und 39b gezeigt.
Wie bereits erwähnt ist es für ein besseres Träufelergebnis von Vorteil, wenn das zu träufelnde Werkstück in seiner horizontalen Lage geschwenkt wird. Auch bei dieser stationären Ablage ist es möglich, die Rolleinrichtung 62 in dem geforderten Bereich zu schwenken um dann die Träufeldüsen 22a, 22b beispielsweise von oben an der richtigen Stelle zu positionieren.
Bei den unterschiedlich dargestellten Ausführungsformen der Träufelanlage 26 wird der Stator 10 beim Träufelvorgang oder beim Geliervorgang oder beim Transport vom Träufel- zum Geliervorgang oder beliebiger Kombination nur durch die eigene Schwerkraft jeweils in Position gehalten und um seine eigene horizontal liegende Achse gedreht.
Dazu kann auch, falls vorhanden, direkt eine zylindrische Außenfläche am Stator 10 verwendet werden, die Rolleinrichtungen 60, 62 sind insbesondere auch zum Abrollen einer unmittelbar am Stator 10 vorgesehenen zylindrischen Außenfläche als Rollfläche geeignet. Bevorzugt wird der Stator 10 vor dem Träufeln in den Halter 48 vormontiert, mit welcher der Stator 10 in den Träufelbereich, Gelierbereich, oder Transportbereich, oder Kombination hiervon abgelegt wird. Ein Vorteil solch eines Halters 48, insbesondere ausgebildet als Käfig, ist, dass auch Statoren 10 mit nicht zylindrischer Außenkontur oder abstehenden Elementen wie Anschraubmöglichkeiten, Verschaltelemente etc. rotierend in eine zugehörige Rolleinrichtung 60, 62 abgelegt werden können. Zur Kraftübertragung für Rotation des Stators 10 mit oder ohne Halter 48 ist hierbei auch die Schwerkraft ausreichend. Somit kann die Rolleinrichtung 60, 62 einen Stator 10 oder Halter 48 aufnehmen, positionieren und drehen, ohne dass hier der Halter 48 oder Stator 10 selbst von der Rolleinrichtung 60, 62 aktiv gespannt oder gehalten wird. Es ist somit kein Aktor am Halter 48 selbst oder an der Rolleinrichtung 60, 62 notwendig. Der Halter 48 wird durch Schwerkraft nach dem Beladen in die Rolleinrichtung 60, 62 in Position gehalten, und die Schwerkraft des Halters 48 mit Stator 10 ist ausreichend, dass die Rotationsübertragung in den Halter 48 erfolgen kann. Diese Kraftübertragung wird in diesem Fall bevorzugt über drehende Rollen 66 an der Rolleinrichtung 60, 62 in den Halter 48 oder Stator 10 eingeleitet, welche an einer Außenfläche (als Rollfläche) des Halters 48 mit Stator oder am Stator 10 selbst erfolgt.
Dabei kann diese Kraftübertragung rein kraftschlüssig sein (z.B. mit Reibrädern als Rollen), oder auch formschlüssig wie z.B. eine Verzahnung (z.B. Ritzel 84).
Dabei kann die Positionierung des Halters 48 oder Stators 10 wie im vorliegenden Fall über vier Rollen 66 erfolgen, und die Einleitung der Kraft zur Drehung erfolgt über die gleichen Rollen 66, oder über separate Rollen 66 oder z.B. über ein separates Ritzel 84. Wie erwähnt, wird bei der als Rolleinrichtung 60, 62 ausgebildeten Aufnahme für den Halter 48/Stator 10 keine Spannvorrichtung, Haltevorrichtung oder Aktuator benötigt, um den Halter 48 bzw. den Stator 10 auf der Rolleinrichtung 60, 62 in Position zu halten; es muss auch beim Be- oder Entladen dieser Rolleinrichtung 60, 62 kein Aktor, Kraft etc. in die Rolleinrichtung 60, 62 eingeleitet werden, da der Stator 10 bzw. Halter 48 rein durch Schwerkraft an dieser Position verweilt. Bevorzugt werden über diese Führungselemente 64 oder Positionierelemente (z.B. Rollen 66) auch das notwendige Drehmoment an den Stator 10 bzw. Halter 48 zur Drehbewegung weitergeleitet, wobei bevorzugt hier alle Positionierelemente/Führungselemente 64 auch die Drehbewegung weiterleiten (wie bei einem Allradantrieb). Eine mögliche Funktion der Rolleinrichtung 60, 62 ist somit, den Halter 48 oder Stator 10 in Position zu halten, und entsprechend eine Kraft zum Drehen des Stators 10 weiterzuleiten, ohne dabei einen aktiven Aktor zur Erzeugung der Kraft für die Drehbewegung zu haben. Die notwendige Kraft zum Drehen des Stators 10 oder Halters 48 wird somit nicht aktiv in der Rolleinrichtung 60, 62 erzeugt, sondern wird extern erzeugt und nur durch die Rolleinrichtung 60, 62 durchgeleitet. Diese Kraft kann auch durch jegliche andere Energieform erzeugt sein (Pneumatik, Fluid). Das heißt, die Rolleinrichtung 60, 62 selbst besitzt keinen Energiewandler, welcher z.B. elektrische oder pneumatische Energie in eine Kraft bzw. in ein Drehmoment umwandelt, sondern es wird lediglich eine mechanische Leistung durch die Rolleinrichtung 60, 62 hindurchgeleitet. Dies hat den Vorteil, dass keine temperaturbeständigen und dadurch teuren Aktoren verwendet werden müssen, wenn die Rolleinrichtung 60, 62 beim Aushärten des Stators 10 in einem Gelierofen 32 platziert wird. Bevorzugt werden nun möglichst viele Rolleinrichtungen 60 über einen externen Aktuator wie z.B. Motor angetrieben, z.B. werden die Rolleinrichtungen 60 über eine gemeinsame Antriebskette 86 angetrieben.
In einigen Ausführungsformen ist die Träufelanlage 26 so ausgeführt, dass die aktorlose Rolleinrichtung 60, 62 stationär in den jeweiligen Träufel- oder Gelierbereichen installiert ist, und der Transport des Stators 10 oder Halters 48 mit Stator 10 ohne diese Rolleinrichtung 60, 62 z.B. mittels Robotergreifer 126 erfolgt.
In einigen Ausführungsformen ist die Träufelanlage 26 so ausgeführt, dass diese aktuatorlose Rolleinrichtung 60, 62 vom Träufelplatz zum Gelierplatz taktet, und dabei den Halter 48 oder Stator 10 direkt mittransportiert, bevorzugt drehend ohne Unterbrechung. Hierbei wird die benötige Energie zum Drehen des Stators 10 bevorzugt von unterschiedlichen Aktoren in die Rolleinrichtung 60, 62 eingeleitet, dies hat den Vorteil, dass der Aktuator bzw. die Energiequelle zum Drehen des Stators 10 nicht mitgetaktet werden muss, somit ist es speziell beim Takten in einen Gelierofen 32 möglich, teure Energiewandler, wie z.B. Motoren innerhalb des heißen Bereichs zu vermeiden. Die Energie wird mittels eines Drehantriebsgetriebes 158, z.B. mittels einer umlaufenden Antriebskette 86, von außerhalb in den heißen Gelierbereich eingeleitet und durch die Rolleinrichtung 60 bis zum Halter 48 bzw. Stator 10 selbst weitergeleitet, so dass sie zur Rotation des Halters 48 bzw. Stators 10 führt.
Bei einigen Ausführungsformen sind eine andere Energiequelle bzw. Motor zum Antreiben der Rotation über die Rolleinrichtung 62 speziell beim Träufeln und dem bevorzugten Schwenken gezielt vorgesehen, da für die Rolleinrichtung 62 speziell beim Träufeln auch Schwenkbewegungen in beide Richtung vorgesehen sind, d.h. die horizontale Drehachse des Stators 10 wird beim Träufeln um vorzugsweise bis zu +/- 15° (oder eventuell auch mehr) in die Vertikale geschwenkt. Dadurch ist es schwierig, alle Rolleinrichtungen 60, 62 mit einem Aktuator bzw. Energiequelle wie z.B. ein Motor über eine Antriebskette 86 anzutreiben, und es ist sinnvoller, speziell beim Träufeln die Rolleinrichtung 62 über einen am Träufelplatz montierten Antrieb einzeln bzw. getrennt vom Gelier- oder Transportplatz anzutreiben. Dies kann z.B. über eine separate Kette erfolgen, welche über Ritzel mehrere Wellen 90 antreibt.
Bei einer Ausführungsform einer Rolleinrichtung 60, 62 sind dabei mind, zwei Wellen 80, 90 vorgesehen, auf denen sich insgesamt mind, drei Rollen 66 befinden, welche bezogen zum Stator 10 bzw. Halter 48 unterhalb der Mitte an bevorzugt Außenflächen positioniert werden. Somit wird der Stator 10 bzw. Halter 48 auf mindestens drei Rollen 66 allein durch Schwerkraft auf diesen Rollen 66 gehalten und positioniert.
Die axiale Positionierung kann dabei durch Bordscheiben 74 an den Rollen 66, durch V-Rillen 76 an den Rollen 66 oder durch ballig ausgebildete Rollen oder durch weitere axial bzw. stirnseitig angeordneten Rollen erfolgen. Zusätzlich wird mindestens eine Welle 80, 90 dieser Rolleinrichtung 60, 62 von extern angetrieben, bevorzugt werden alle Wellen 80, 90 bzw. Rollen 66 angetrieben, womit eine Rotation bzw. Drehung des Stators 10 bzw. Halters 48 eingeleitet wird. Die Kraft bzw. Drehmomenteinleitung in die Rolleinrichtung 60, 62 erfolgt hier über Reibräder, Kettenräder, Riemenräder, oder andere mögliche Übertragungsmittel. Wie bereits erwähnt, befindet sich dabei die Energiequelle bzw. Aktuator nicht direkt an der Rolleinrichtung 60, 62. Zusätzlich besitzt die Rolleinrichtung 60, 62 auch keinen Aktuator bzw. Energiequelle zum Klemmen oder Halten des Stators 10 auf der Rolleinrichtung 60, 62; die Statoren 10 bzw. Halter 48 verweilen rein aus Schwerkraft an ihrer Position auf der Rolleinrichtung.
Beim Träufelvorgang und beim gegebenenfalls vorgesehenen Schwenken des Stators 10 aus der horizontalen Drehlage kann es bei bestimmten ungünstigen Statordesigns vorteilhaft sein, dass der Käfig oder Stator während der Rotation zusätzlich gegen Herabkippen gesichert wird, dies ist jedoch beim Träufelplatz ohne größere Probleme möglich, da der Träufelplatz sich üblicherweise in einem Raumtemperaturbereich befindet, und nicht innerhalb eines Ofens 32, wo diese Aktorik hohe Kosten verursacht. Beispielsweise ist bei einigen Ausführungsformen eine temporäre axiale Zustellung von z.B. Abstützrollen an die Stirnseiten des Halters 48 bzw. Stators 10 beim Träufelbereich ohne Probleme möglich. Für eine verbesserte Imprägnierung von Statoren (48) in Serienfertigung werden Halter (48) mit wenigstens einer Rollfläche (58a, 58b) und Anlagenkomponenten einer Träufelanlage (26) mit einer Rolleinrichtung (60, 62) vorgeschlagen, auf denen die Halter (48) mit eingespannten Statoren (10) oder auch im Fall von Statoren (10) mit zylindrischer, als Rollfläche (58a, 58b) geeigneter Außenfläche selbst rein durch Schwerkraft aufliegen. Somit können aufwändige Aktoren von Spanneinrichtungen zum Halten der Statoren zum Träufeln oder Gelieren eingespart werden.
Bezugszeichenliste:
10 Stator
12 Innenspanneinheit
14 Blech paket
16 Nut
18 Wicklung
20 Isolationspapier
22a-22d Träufeldüsen
24 Träufeleinrichtung
26 Träufelanlage
28 Wickel köpf
30 Stirnfläche
32 Ofen
34 Träufelbereich
36a, 36b Gelierbereich
38 Aushärtebereichf
40 T ransporteinrichtung
42 Förderband
44 Handlingseinheit
46 Roboterarm
48 Halter
50 Geliereinrichtung
52 Aushärteeinrichtung
54 Batch
55 Be- und Entladestelle
56 Spanneinrichtung
56a axiale Spanneinrichtung
56b radiale Spanneinrichtung
58a, 58b Rollfläche
60 Rolleinrichtung (Geliereinrichtung)
62 Rolleinrichtung (Träufeleinrichtung)
64 Führungselement
66 Rolle
68 Schiene
70 Transportkette, insbesondere Umlaufkette (Beispiel für Zugmittel des Förderbandes)
72 Lauffläche
74 Bordscheibe
76 Ringvorsprung
80 Welle
82, 82a, 82b Aufnahmewalze
84, 84a, 84b, 84c Ritzel
86, 86a, 86b, 86c Antriebskette (Rotation, Beispiel für Drehantriebsgetriebe) Aushebeeinrichtung
Aushebewelle
Träufeldüsenanordnung
Schwenkeinrichtung
Übergabebereich
Mitnehmer
Aktor am Mitnehmer
Aktor zum Zurückstellen a, 104b, 104c Ringelement
Strebe
Feder gemeinsame Auflage
Bajonett rechts
Bajonett links
Spannelement
Schraub-ZKeilgetriebe
V-Rille
Greifer
Roboter
Spanndorn
Ablage
Gestell externer Antrieb
Drehmomenteinleitung für Rotation
Schwenkachse
Schwenkaktor
Transportbahn
Vorlaufbereich
Rücklaufbereich erster Umlenkbereich zweiter Umlenkbereich
Umlenkkurve erste Ebene zweite Ebene
Drehantriebsgetriebe

Claims

Ansprüche:
1. Halter (48) zum Halten, Drehen und Transportieren eines Stators (10) im Zuge eines Imprägnierens des Stators (10) mit Harz, wobei der Halter (48) eine Spanneinrichtung (56, 56a, 56b) zum Einspannen des Stators (10) und wenigstens eine Rollfläche (58a 58b) zum rollenden Abstützen des sich drehenden Halters (48) mit eingespanntem Stator (10) aufweist.
2. Halter (48) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er als Käfig ausgebildet ist, der im Gebrauch den eingespannten Stator (10) umgibt.
3. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rollfläche (58a, 58b) eine um den im Gebrauch eingespannten Stator (10) umlaufende Rollfläche ist und/oder dass die wenigstens eine Rollfläche (58a, 58b) an einem radial am weitesten vorstehenden Außenumfang des Halters (48) vorgesehen ist.
4. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite axial beabstandete Rollfläche (58a, 58b) vorgesehen sind.
5. Halter (48) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rollfläche (58a) an einem ersten axialen Endbereich des Halters (48) und die zweite Rollfläche (58b) an einem zweiten axialen Endbereich des Halters (48) vorgesehen ist.
6. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rollfläche (58a, 58b) an wenigstens einem Ringbereich (104a, 104b, 104c) des Halters (48) ausgebildet ist.
7. Halter (48) nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rollfläche (58a) an einem ersten Ringelement (104a) des Halters (48) ausgebildet ist und die zweite Rollfläche (58b) an einem zweiten Ringelement (104b) des Halters (48) ausgebildet ist und dass das erste und das zweite Ringelement (104a, 104b) axial miteinander verbunden sind.
8. Halter (48) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Ringelemente (104a, 104b, 104c) des Halters (48) mittels axialer Streben (106) miteinander verbunden sind.
9. Halter (48) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Rollfläche (58a, 58b) einen gleichen Durchmesser haben.
10. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rollfläche (58a, 58b) zumindest bereichsweise zylindermantelförmig, konisch und/oder ballisch und/oder im axialen Schnitt konvex oder konkav gekrümmt ausgebildet ist und/oder wenigstens eine Rille (124) aufweist.
11 . Halter (48) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rollfläche (58a, 58b) wenigstens einen ersten umlaufenden konischen Bereich und wenigstens einen zweiten umlaufenden konischen Bereich aufweist, wobei der erste und der zweite konische Bereich (124) entgegengerichtet geneigt sind und/oder spiegelbildlich zueinander ausgebildet sind.
12. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine umlaufende Verzahnung (86) zum formschlüssigen Antreiben einer Drehung des Halters (48) mit eingespanntem Stator (10) vorgesehen ist.
13. Halter (48) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung an einem eigenen Ringelement (104c) des Halters (48) oder an einem Ringelement, das auch die Rollfläche oder eine von mehreren Rollflächen (58a, 58b) aufweist, ausgebildet ist.
14. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (56, 56a, 56b) zum radialen und/oder axialen formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Einspannen des Stators (10) an einer Außenseite des Stators (10) ausgebildet ist.
15. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (56, 56a, 56b) radial bewegliche Spannelemente (120) mit radial nach innen gerichteten Spannflächen und/oder axial bewegliche Spannelemente mit axial zueinander gerichteten Spannflächen aufweist.
16. Halter (48) nach Anspruch 15 und nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (120) an den Streben (106) radial beweglich angeordnet sind.
17. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (56, 56a, 56b)
17.1 wenigstens ein Gewinde zum Bewegen wenigstens eines Spannelements (120) der Spanneinrichtung durch Schrauben und/oder
17.2 wenigstens eine Feder (106) zum elastischen Einspannen des Stators (10) aufweist.
18. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (56, 56a, 56b) dazu ausgebildet ist, in einer Freigabestellung den Stator (10) ohne Demontage von Spannelementen (120) der Spanneinrichtung aufzunehmen.
19. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (56, 56a, 56b) Spannelemente aufweist, die radial innerhalb der wenigstens einen Rollfläche (58a, 58b) angeordnet sind.
20. Halter (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spannelemente (120) der Spanneinrichtung (56, 56a, 56b) an Ringelementen (104a, 104b, 104c) des Halters (48) ausgebildet sind, an deren Außenumfang die wenigstens eine Rollfläche (58a, 58b) ausgebildet ist.
21 . Halter (48) nach Anspruch 20 und nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (106) als Teleskopelemente ausgebildet sind.
22. Verwendung eines Halters (48) nach einem der voranstehenden Ansprüche zum Halten und Drehen eines Stators im Zuge einer Träufelimprägnierung beim Träufeln und Gelieren.
23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (48) mit eingespanntem Stator (10) in einer Geliereinrichtung (50) zum Gelieren durch Auflage der wenigstens einen Rollfläche (58a, 58b) auf einer Rolleinrichtung (60) der Geliereinrichtung (50) allein durch Schwerkraft gehalten wird und um eine mit einer Mittelachse des Stators (10) zusammenfallende Drehachse gedreht wird.
24. Verwendung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (48) mit eingespanntem Stator (10) in einer Träufeleinrichtung (24) zur
Träufelimprägnierung durch Auflage der wenigstens einen Rollfläche (58a, 58b) auf einer Rolleinrichtung (62) der Träufeleinrichtung (24) allein durch Schwerkraft gehalten wird und um eine mit einer Mittelachse des Stators (10) zusammenfallende Drehachse gedreht wird.
25. Verwendung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Rolleinrichtung (62) der Träufeleinrichtung (24) abrollende Halter (48) beim Träufeln mittels der Rolleinrichtung (62) um eine sich quer zur Drehachse erstreckende im Wesentlichen horizontale Schwenkachse (138) geneigt wird.
26. Verwendung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (48) mit eingespanntem Stator (10) zum Träufeln mittels der Rolleinrichtung (62) der Träufeleinrichtung (24) von einer Anlieferungsbahn abgehoben wird.
27. Verwendung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rolleinrichtung (60, 62) mehrere Führungselemente (64) aufweist, auf denen die wenigstens eine Rollfläche (58a, 58b) abgesetzt wird, wobei die Führungselemente (64) dazu eingerichtet sind, den Halter (48) so zu führen, dass dieser eine konzentrische Drehung um seine Längsachse ausführt.
28. Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (64) der Rolleinrichtung (60, 62) ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Rollen (66), Ritzel, Konturräder, Verzahnungen, Schienen (68), Umlaufketten (70), Laufflächen (72), Rollen mit Bordscheiben (74), Rollen mit V-Nuten, Rollen mit balliger Lauffläche, Rollen mit Ringvorsprung (76) an der Lauffläche, Rollen mit Rillen an der Lauffläche, mittels einer Kette (70) oder einem Förderband (42) verbundene Rollen (66), aktiv angetriebene Rollen (66), aktiv angetriebene Ritzel und durch eine gemeinsame Welle (80, 90) verbundene Rollen (66), Ritzel und Konturräder umfasst.
29. Verwendung nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Führungselemente (64) der Rolleinrichtung (60, 62) die Drehbewegung in den Halter (48) einleitet.
30. Verwendung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die oder wenigstens einige der Führungselemente (64) um jeweils eine Drehachse drehbar sind, deren Lage von der Lage der Drehachse des Halters (48) abweicht.
31 . Verwendung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (64) eine erste bis vierte Rolle (66) umfassen, wobei die erste und zweite Rolle axial beabstandet zueinander an der wenigstens einen Rollfläche (58a, 58b) des Halters (48) in einer Winkelstellung zwischen 3 Uhr und 6 Uhr angreifen und die dritte und vierte Rolle (66) axial beabstandet zueinander an der wenigstens einen Rollfläche (58a, 58b) in einer Winkelstellung zwischen 6 Uhr und 9 Uhr angreifen.
32. Verwendung nach einem der Ansprüche 23 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rolleinrichtung (60, 62) benachbarte Auflageplätze für einen ersten und einen zweiten Halter (48) aufweist, wobei zwischen den Aufnahmeplätzen eine gemeinsame Welle (90) oder Rolle angeordnet ist, auf der der erste Halter (48) und der zweite Halter (48) aufliegen, so dass eine Drehung des einen Halters über die gemeinsame Welle (09) oder Rolle auf den zweiten Halter (48) übertragbar ist oder dass der erste und der zweite Halter (48) über die gemeinsame Welle (90) oder Rolle drehend angetrieben werden.
33. Verwendung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von Statoren (10) in einer Großserienfertigung durch Träufelimprägnierung imprägniert werden, wobei jeder Stator (10) in einem eigenen Halter (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zum Träufeln und Gelieren gehalten wird.
34. Anlagenkomponente einer Imprägnieranlage (26) zum Imprägnieren von Statoren (10) in Serienfertigung, umfassend eine Rolleinrichtung (60, 62), die dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Halter (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 mit jeweils eingespanntem Stator (10) oder einen Stator (10) selbst mit zylindrischer Außenfläche als Rollfläche (58a, 58b) durch Auflage der wenigstens einen Rollfläche (58a, 58b) auf der Rolleinrichtung (60, 62) zu halten und um eine mit einer Mittelachse des Stators (10) zusammenfallende Drehachse zu drehen.
35. Anlagenkomponente nach Anspruch 34, ausgebildet als Geliereinrichtung (50) zum Gelieren von zuvor in den Stator (10) eingebrachtem Harz.
36. Anlagenkomponente nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Geliereinrichtung (50) ausgewählt ist aus der Gruppe, die einen Konvektionsofen (32), eine Geliereinrichtung mit Induktionsspule, eine ortsgebundene Geliereinrichtung, zu der die in den Haltern (48) gehaltenen Statoren (10) oder die zylindrischen Statoren (10) selbst nach dem Harzauftrag transportiert werden, und ein Durchlaufofen, durch den die in den Haltern gehaltenen Statoren (10) oder die zylindrischen Statoren (10) selbst durchgetaktet werden, umfasst.
37. Anlagenkomponente nach Anspruch 34, ausgebildet als Träufeleinrichtung (24) mit wenigstens einer Träufeldüse (22a-22d) zum Aufträufeln von Harz.
38. Anlagenkomponente nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolleinrichtung (62) dazu eingerichtet ist, den darauf abrollenden wenigstens einen Halter (48) mit darin eingespanntem Stator (10) oder den zylindrischen Stator (10) selbst anzuheben und/oder relativ zur Horizontalen zu neigen.
39. Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 37 und 38, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Träufeldüsen (22a-22d) zum Träufeln von Harz an Wickelköpfen (28) auf beiden Seiten des in dem Halter (48) eingespannten Stators (10) oder des zylindrischen Stators (10) selbst vorgesehen sind.
40. Anlagenkomponente nach Anspruch 34, ausgebildet als Aushärteeinrichtung (52) zum Aushärten des angelierten Harzes.
41 . Anlagenkomponente nach Anspruch 34, ausgebildet als Transporteinrichtung (40) zum Transportieren einer Serie von Haltern (48) oder zylindrischen Statoren (10), wobei mehrere der Rolleinrichtungen (60) an einem Förderband (42) angeordnet sind.
42. Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 34 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rolleinrichtung (60) mehrere Führungselemente (64) aufweist, auf denen die wenigstens eine Rollfläche (58a, 58b) absetzbar ist, wobei die Führungselemente (64) dazu eingerichtet sind, den Halter (48) oder den zylindrischen Stator (10) so zu führen, dass dieser eine konzentrische Drehung um seine Längsachse ausführt.
43. Anlagenkomponente nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (64) der Rolleinrichtung (60, 62) ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Rollen (66), Ritzel, Konturräder, Verzahnungen, Schienen (68), Umlaufketten (70), Laufflächen (72), Rollen mit Bordscheiben (74), Rollen mit V-Nuten, Rollen mit balliger Lauffläche, Rollen mit Ringvorsprung (76) an der Lauffläche, Rollen mit Rillen an der Lauffläche, mittels einer Kette (70) oder einem Band (42) verbundene Rollen (66), aktiv angetriebene Rollen, aktiv angetriebene Ritzel und durch eine gemeinsame Welle (80, 90) verbundene Rollen, Ritzel und Konturräder umfasst.
44. Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Führungselemente (64) der Rolleinrichtung (60, 62) dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung in den Halter (48) oder den zylindrischen Stator (10) selbst einzuleiten.
45. Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die oder wenigstens einige der Führungselemente (64) um jeweils eine Drehachse drehbar sind, deren Lage von der Lage der Drehachse des Halters (48) oder Stators (10) abweicht.
46. Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (64) eine erste bis vierte Rolle (66) umfassen, wobei die erste und zweite Rolle (66) axial beabstandet zueinander dazu angeordnet sind, an der wenigstens einen Rollfläche (58a, 58b) des Halters (48) oder zylindrischen Stators (10) in einer Winkelstellung zwischen 3 Uhr und 6 Uhr anzugreifen, und die dritte und vierte Rolle (66) axial beabstandet zueinander dazu angeordnet sind, an der wenigstens einen Rollfläche (58a, 58b) in einer Winkelstellung zwischen 6 Uhr und 9 Uhr anzugreifen.
47. Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 34 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolleinrichtung (60, 62) benachbarte Auflageplätze für einen ersten und einen zweiten Halter (48) oder ersten und zweiten zylindrischen Stator (10) selbst aufweisen, wobei zwischen den Aufnahmeplätzen eine gemeinsame Welle (90) oder Rolle angeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, dass der erste Halter (48) oder erste zylindrische Stator (10) und der zweite Halter (48) oder zweite zylindrische Stator (10) darauf aufliegen, so dass eine Drehung des einen Halters oder Stators über die gemeinsame Welle (90) oder Rolle auf den zweiten Halter oder Stator übertragbar ist oder dass der erste und der zweite Halter oder erste und zweite zylindrische Stator über die gemeinsame Welle (90) oder Rolle drehend angetrieben werden.
48. Träufelanlage (26) zum Träufelimprägnieren von Statoren (10), umfassend mehrere Anlagenkomponenten nach einem der Ansprüche 34 bis 47 oder mehrere Halter (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 und wenigstens eine Anlagenkomponente nach einem der Ansprüche 34 bis 47.
49. Träufelanlage (26) nach Anspruch 48, gekennzeichnet durch eine Handlingseinheit zum Beladen, Entladen oder Umsetzen von in den Haltern (48) gehaltenen Statoren (10), wobei die Handlingseinheit
49.1 zum Erfassen je wenigstens eines Stators (10) an dessen Innenumfang und/oder
49.2 zum Ergreifen des wenigstens einen Halters (48) eingerichtet ist.
50. Träufelanlage (26) nach einem der Ansprüche 48 oder 49, gekennzeichnet durch ein Förderband (42) mit Rolleinrichtungen (60), die zum drehenden Abstützen der wenigstens einen Rollfläche (58a, 58b) des Halters (48) oder zylindrischen Stators (10) selbst ausgebildet sind, wobei das Förderband (42) zum Fördern der in den Haltern (48) gehaltenen Statoren (10) oder der zylindrischen Statoren (10) selbst durch mehrere in Förderrichtung hintereinander angeordnete Anlagenkomponenten ausgebildet ist.
51 . Träufelanlage (26) nach Anspruch 50, gekennzeichnet durch eine Belade- station, die zum batchweisen Auflegen einer Gruppe von in den Haltern (48) gehaltenen Statoren (10) oder von zylindrischen Statoren (10) auf das Förderband (42) ausgebildet ist.
52. Verfahren zum Träufelimprägnieren eines mit Wicklung versehenen Stators (10), umfassend: Bereitstellen eines Halters (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 ,
Einspannen des Stators (10) in die Spanneinrichtung (56, 56a, 56b), Durchführen eines Träufelns und eines Gelierens an dem in dem Halter (48) gehaltenen Stator, wobei der Halter (48) über die wenigstens eine Rollfläche (58a, 58b) abrollt, um den Stator (10) zu drehen.
53. Verfahren nach Anspruch 52, gekennzeichnet durch eine Verwendung nach einem der Ansprüche 22 bis 33 und/oder durch Verwenden einer oder mehrerer Anlagenkomponenten nach einem der Ansprüche 34 bis 47.
54. Verfahren nach einem der Ansprüche 52 oder 53, durchgeführt mittels einer Träufelanlage (26) nach einem der Ansprüche 48 bis 51 .
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